JP2008233112A - Production method of color filter, and color filter and display unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯端末、携帯ゲーム機、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置(LCD)用、PALC(プラズマアドレス液晶)、プラズマディスプレイなどに好適なカラーフィルタの製造方法、及び該製造方法により製造されたカラーフィルタ並びに該カラーフィルタを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method of a color filter suitable for a liquid crystal display device (LCD) such as a portable terminal, a portable game machine, a notebook computer, a television monitor, a PALC (plasma address liquid crystal), a plasma display, and the like, and the manufacturing method. The present invention relates to a manufactured color filter and a display device using the color filter.
カラーフィルタは、液晶ディスプレイ(以下、「LCD」、「液晶表示装置」と称することもある)に不可欠な構成部品である。この液晶ディスプレイは非常にコンパクトであり、性能面でもこれまでのCRTディスプレイと同等以上であり、CRTディスプレイから置き換わりつつある。
液晶ディスプレイのカラー画素の形成は、カラーフィルタを通過した光がそのままカラーフィルタを構成する各画素の色に着色されて、それらの色の光が合成されてカラー画素を形成する。そして、現在はRGBの三色の画素でカラー画素を形成している。
The color filter is an indispensable component for a liquid crystal display (hereinafter also referred to as “LCD” or “liquid crystal display device”). This liquid crystal display is very compact, is equivalent to or better than conventional CRT displays in terms of performance, and is replacing the CRT displays.
In the formation of the color pixels of the liquid crystal display, the light passing through the color filter is colored as it is into the colors of the pixels constituting the color filter, and the light of those colors is synthesized to form a color pixel. At present, a color pixel is formed by pixels of three colors of RGB.
近年では、液晶ディスプレイ(LCD)の大画面化及び高精細化の技術開発が進み、その用途はノートパソコン用ディスプレイからデスクトップパソコン用モニター、更にはテレビモニター(以下、「TV」と称することもある)まで拡大されてきている。このような背景の下で、LCDにはコストダウンと表示特性向上が強く要求されるようになってきている。
このコストダウンの方向としては、単に材料のコストダウンにとどまらず、工程の簡素化が進行中であり、特に、露光のためのフォトマスクをなくすことが検討されている。
一方、表示特性向上の方向としては、1インチあたりの画素数を増やしていく高精細化などが検討されている。
特に、RGBの三色の各画素間を規定するように形成されるブラックマトリクスは、みかけの画素幅を規定しているため、該ブラックマトリクスの線幅のばらつきは、その周期性によって、モアレや、周期ムラなどの表示ムラとなりやすい。このため、ブラックマトリクスを形成するブラック画像の微細パターンを高精細に形成可能な方法が求められている。
In recent years, the development of technology for increasing the screen size and resolution of liquid crystal displays (LCDs) has progressed, and the applications are from laptop computer displays to desktop personal computer monitors, and even television monitors (hereinafter sometimes referred to as “TV”). ). Against this background, LCDs are strongly required to reduce costs and improve display characteristics.
The direction of cost reduction is not limited to the cost reduction of materials, but the simplification of the process is in progress. In particular, the elimination of a photomask for exposure is being studied.
On the other hand, as a direction of improving display characteristics, high definition and the like in which the number of pixels per inch is increased are being studied.
In particular, since the black matrix formed so as to define the pixels of the three colors of RGB defines the apparent pixel width, the variation in the line width of the black matrix depends on the periodicity, such as moire and It tends to cause display unevenness such as periodic unevenness. Therefore, there is a demand for a method capable of forming a fine pattern of a black image forming a black matrix with high definition.
このようなカラーフィルタの形成方法としては、一般に、感光性組成物を露光、現像することにより微細パターンを形成する、フォトリソグラフィー法が知られている。
前記フォトリソグラフィー法を行う露光装置として、フォトマスクを用いることなく、半導体レーザ、ガスレーザ等のレーザ光を、パターン等のデジタルデータに基づいて、感光性組成物上に直接スキャンして、パターニングを行うレーザダイレクトイメージングシステム(以下、「LDI」と称することがある)による露光装置が研究されている(例えば、非特許文献1及び特許文献1参照)。
As a method for forming such a color filter, a photolithography method is generally known in which a fine pattern is formed by exposing and developing a photosensitive composition.
As an exposure apparatus for performing the photolithography method, patterning is performed by directly scanning laser light such as a semiconductor laser or a gas laser on the photosensitive composition based on digital data such as a pattern without using a photomask. An exposure apparatus using a laser direct imaging system (hereinafter sometimes referred to as “LDI”) has been studied (for example, see Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
前記露光装置の前記露光ヘッドにおいて、空間光変調素子として、一般的に入手可能な大きさのデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)を用いる場合等、光源アレイの構成等によっては、単一の露光ヘッドで十分な大きさの露光面積をカバーすることが困難である。そのため、複数の前記露光ヘッドを並列使用し、該露光ヘッドを走査方向に対して傾斜させて用いる形態の露光装置が提案されている。 In the exposure head of the exposure apparatus, a single exposure may be performed depending on the configuration of the light source array, such as when a digital micromirror device (DMD) having a generally available size is used as the spatial light modulation element. It is difficult to cover a sufficiently large exposure area with the head. Therefore, there has been proposed an exposure apparatus in which a plurality of the exposure heads are used in parallel and the exposure heads are inclined with respect to the scanning direction.
例えば、特許文献2には、マイクロミラーが矩形格子状に配されたDMDを有する複数の露光ヘッドが走査方向に対して傾斜させられ、傾斜しているDMDの両側部の三角形状の部分が、走査方向と直行する方向に隣接するDMD間で互いに補完し合うような設定で、各露光ヘッドが取り付けられた露光装置が記載されている。
また、特許文献3には、矩形格子状のDMDを有する複数の露光ヘッドが走査方向に対して傾斜させられずに又は微小角だけ傾斜させられ、走査方向と直行する方向に隣接するDMDによる露光領域が所定幅だけ重なり合うような設定で、各露光ヘッドが取り付けられ、各DMDの露光領域間の重なり合い部分に相当する個所において、駆動すべきマイクロミラーの数を一定の割合で漸減又は漸増させ、各DMDによる露光領域を平行四辺形状とした露光装置が記載されている。
For example, in Patent Document 2, a plurality of exposure heads each having a DMD in which micromirrors are arranged in a rectangular lattice shape are inclined with respect to the scanning direction, and triangular portions on both sides of the inclined DMD are provided as follows: An exposure apparatus is described in which each exposure head is mounted in such a manner that the DMDs adjacent to each other in the direction orthogonal to the scanning direction complement each other.
In Patent Document 3, a plurality of exposure heads having a rectangular grid DMD are not tilted with respect to the scanning direction or tilted by a small angle, and exposure is performed by a DMD adjacent in a direction perpendicular to the scanning direction. Each exposure head is mounted with a setting such that the regions overlap each other by a predetermined width, and the number of micromirrors to be driven is gradually decreased or increased at a certain rate at a portion corresponding to the overlapping portion between the exposure regions of each DMD. An exposure apparatus is described in which the exposure area of each DMD has a parallelogram shape.
しかしながら、前記露光ヘッドを複数用いて、走査方向に対して傾斜させて露光を行う場合、前記露光ヘッド間の相対位置や相対取付角度の微調整は一般に難しく、理想の相対位置及び相対取付角度からわずかにずれるという問題がある。 However, when exposure is performed with a plurality of exposure heads inclined with respect to the scanning direction, it is generally difficult to finely adjust the relative position and relative mounting angle between the exposure heads. There is a problem that it shifts slightly.
一方、解像度の向上等のため、前記露光ヘッドを、一の描素部からの光線の走査線が、別の描素部からの光線の走査線と一致するようにして用い、前記感光層の被露光面上の各点を実質的に複数回重ねて露光する多重露光形式の露光装置が提案されている。
たとえば、特許文献4には、露光面上に形成される2次元パターンの解像度を向上させ、滑らかな斜め線を含むパターンの表現を可能にするため、複数のマイクロミラー(描素部)が2次元状に配された矩形のDMDを、走査方向に対して傾斜させて用い、近接するマイクロミラーからの露光スポットが露光面上で一部重なり合うようになした露光装置が記載されている。
また、特許文献5には、やはり矩形のDMDを走査方向に対して傾斜させて用いることによって、露光面上で露光スポットを重ね合わせて合計の照明色度を変化させることによるカラーイメージの表現や、マイクロレンズの一部欠陥等の要因によるイメージングエラーの抑制を可能とした露光装置が記載されている。
On the other hand, in order to improve the resolution, the exposure head is used so that the scanning line of the light beam from one picture element unit coincides with the scanning line of the light beam from another picture element unit. There has been proposed an exposure apparatus of a multiple exposure type in which each point on the surface to be exposed is exposed by overlapping substantially a plurality of times.
For example, Patent Document 4 discloses that a plurality of micromirrors (picture element units) are provided in order to improve the resolution of a two-dimensional pattern formed on an exposure surface and to express a pattern including a smooth diagonal line. An exposure apparatus is described in which rectangular DMDs arranged in a dimension are inclined with respect to the scanning direction so that exposure spots from adjacent micromirrors partially overlap on the exposure surface.
Further, Patent Document 5 uses a rectangular DMD that is inclined with respect to the scanning direction to superimpose exposure spots on the exposure surface to change the total illumination chromaticity, An exposure apparatus capable of suppressing an imaging error due to a factor such as a partial defect of a microlens is described.
しかしながら、前記多重露光を行う場合においても、前記露光ヘッドの取付角度が理想の設定傾斜角度からずれることにより、露光される前記感光層の被露光面上の個所においては、露光スポットの密度や配列が、他の部分とは異なったものとなり、前記パターン形成材料上に結像させる像の解像度や濃度にむらが生じ、さらに、形成したパターンにおいて、エッジラフネスが大きくなるという問題がある。
さらに、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれのみならず、前記描素部と前記感光層の被露光面との間の光学系の各種収差や、前記描素部自体の歪み等によって生じるパターン歪みも、前記感光層の被露光面上に形成される前記パターンの解像度や濃度にむらを生じさせる原因となる。
However, even in the case of performing the multiple exposure, the exposure head density and arrangement at the location on the exposed surface of the photosensitive layer to be exposed, due to the mounting angle of the exposure head deviating from an ideal setting inclination angle. However, it is different from other portions, and there is a problem that the resolution and density of the image formed on the pattern forming material are uneven, and the edge roughness is increased in the formed pattern.
Furthermore, it is caused not only by a shift in the mounting position and mounting angle of the exposure head, but also by various aberrations of the optical system between the image element and the exposed surface of the photosensitive layer, distortion of the image element itself, and the like. Pattern distortion also causes unevenness in the resolution and density of the pattern formed on the exposed surface of the photosensitive layer.
これらの問題に対し、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度の調整精度、及び光学系の調整精度等を向上させる方法が考えられるが、精度の向上を追求すると、製造コストが非常に高くなってしまうという問題がある。同様の問題は、前記露光装置のみならず、インクジェットプリンター等の各種描画装置において生じうるものである。 In order to solve these problems, a method for improving the adjustment accuracy of the mounting position and angle of the exposure head, the adjustment accuracy of the optical system, and the like can be considered. However, if improvement in accuracy is pursued, the manufacturing cost becomes very high. There is a problem of end. Similar problems can occur not only in the exposure apparatus but also in various drawing apparatuses such as an ink jet printer.
よって、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記感光層の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記感光層の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、特に、ブラック画像の線幅ばらつきを極めて少なく、高精細に形成可能なカラーフィルタの製造方法、及び該カラーフィルタの製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた表示装置カラーフィルタの形成方法は未だ提供されておらず、更なる改良開発が望まれているのが現状である。 Therefore, the displacement of the mounting position and mounting angle of the exposure head, the various aberrations of the optical system between the image element portion and the exposure surface of the photosensitive layer, the pattern distortion caused by the distortion of the image element portion itself, etc. By leveling the influence of the variation in exposure amount due to the above, and reducing the variation in the resolution and density of the pattern formed on the exposed surface of the photosensitive layer, in particular, the line width variation of the black image is extremely small, A method of manufacturing a color filter capable of forming with high definition, a color filter having excellent display characteristics manufactured by the method of manufacturing the color filter, and a method of forming a display device color filter using the color filter are still provided. However, the present situation is that further improved development is desired.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、フォトマスクを用いることなく、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記感光層の被露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記感光層の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、特にブラック画像の線幅ばらつきを極めて少なく、高精細に形成可能であり、低コスト、かつ表示特性に優れ、携帯端末、携帯ゲーム機、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置(LCD)用、PALC(プラズマアドレス液晶)、プラズマディスプレイなどに好適に用いられるカラーフィルタの製造方法、及び該カラーフィルタの製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた表示装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this present condition, and makes it a subject to solve the said various problems in the past and to achieve the following objectives. That is, the present invention does not use a photomask, the displacement of the mounting position and mounting angle of the exposure head, various aberrations of the optical system between the image element and the exposed surface of the photosensitive layer, and the By leveling the influence of variation in exposure amount due to pattern distortion caused by distortion etc. of the picture element itself, and reducing variation in resolution and density unevenness of the pattern formed on the exposed surface of the photosensitive layer, Especially, the line width variation of the black image is extremely small, can be formed with high definition, low cost, and excellent display characteristics. For liquid crystal display devices (LCD) such as portable terminals, portable game machines, notebook computers, TV monitors, Manufacturing method of color filter suitably used for PALC (plasma address liquid crystal), plasma display, etc., and manufacturing method of the color filter示特 excellent in color filters, as well as an object to provide a display device using the color filter.
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> バインダー、重合性化合物、着色剤、及び光重合開始剤を含む感光性組成物を用いて、基材の表面に、少なくとも感光層を形成する感光層形成工程と、
該感光層に対し、
光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射するn個(ただし、nは2以上の自然数)の2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置された露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定し、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行い、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光層を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。該<1>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部が指定され、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部が制御される。前記露光ヘッドを、前記感光層に対し走査方向に相対的に移動させて露光が行われることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記感光層の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記感光層への露光が高精細に行われ、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
<2> 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域におけるN重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記<1>に記載のカラーフィルタの製造方法である。該<2>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域におけるN重露光を実現するために使用する前記描素部が指定されることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記感光層の被露光面上のヘッド間つなぎ領域に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記感光層への露光が高精細に行われ、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
<3> 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域におけるN重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記<2>に記載のカラーフィルタの製造方法である。該<3>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外におけるN重露光を実現するために使用する前記描素部が指定されることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記感光層の被露光面上のヘッド間つなぎ領域以外に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記感光層への露光が高精細に行われ、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
<4> 設定傾斜角度θが、N重露光数のN、描素部の列方向の個数s、前記描素部の列方向の間隔p、及び露光ヘッドを傾斜させた状態において該露光ヘッドの走査方向と直交する方向に沿った描素部の列方向のピッチδに対し、次式、spsinθideal≧Nδを満たすθidealに対し、θ≧θidealの関係を満たすように設定される前記<1>から<3>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<5> N重露光のNが、3以上の自然数である前記<1>から<4>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。該<5>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、N重露光のNが、3以上の自然数であることにより、多重描画が行われる。この結果、埋め合わせの効果により、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記感光層の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが、より精密に均される。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A photosensitive layer forming step of forming at least a photosensitive layer on the surface of a substrate using a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, a colorant, and a photopolymerization initiator,
For the photosensitive layer,
A light irradiating means, and n (where n is a natural number of 2 or more) two-dimensionally arranged picture elements that receive and emit light from the light irradiating means, and according to the pattern information, An exposure head provided with a light modulation means capable of controlling a picture element portion, the exposure head being arranged so that a column direction of the picture element portion forms a predetermined set inclination angle θ with respect to a scanning direction of the exposure head Using the head
With respect to the exposure head, the usable pixel part designating means designates the pixel part to be used for N double exposure (where N is a natural number of 2 or more) among the usable graphic elements.
For the exposure head, the pixel part control means controls the pixel part so that only the pixel part specified by the used pixel part specifying means is involved in exposure,
An exposure step of performing exposure by moving the exposure head relative to the photosensitive layer in the scanning direction; and
And a developing step of developing the photosensitive layer exposed in the exposing step. In the method for producing a color filter according to <1>, N exposure (N is a natural number of 2 or more) among the usable pixel parts by the used pixel part designating unit for the exposure head. ) Is specified, and the pixel part is controlled by the pixel part control unit so that only the pixel part specified by the used pixel part specifying unit is involved in the exposure. The By performing exposure by moving the exposure head relative to the photosensitive layer in the scanning direction, the exposure head is formed on the exposed surface of the photosensitive layer due to a shift in the mounting position or mounting angle of the exposure head. Variations in the resolution of the pattern and unevenness in density are leveled. As a result, the photosensitive layer is exposed with high definition, and then the photosensitive layer is developed to form a high-definition pattern.
<2> The exposure is performed by a plurality of exposure heads, and the drawing element specifying means is related to the exposure of the head-to-head connection region, which is an overlapping exposure region on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads. The method for manufacturing a color filter according to <1>, wherein, among the element parts, the image element part used for realizing N double exposure in the inter-head connection region is designated. In the method for producing a color filter according to <2>, the exposure is performed by a plurality of exposure heads, and the used pixel portion designating unit is an overlapped exposure region on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads. The position of the exposure head is determined by designating the pixel part to be used for realizing N double exposure in the head-to-head connection area among the picture-element parts involved in the exposure of the head-to-head connection area. Variations in the resolution and density unevenness of the pattern formed in the connection area between the heads on the exposed surface of the photosensitive layer due to the mounting angle deviation are averaged. As a result, the photosensitive layer is exposed with high definition, and then the photosensitive layer is developed to form a high-definition pattern.
<3> The exposure is performed by a plurality of exposure heads, and the used picture element specifying means is involved in exposure other than the inter-head connection region that is an overlapping exposure region on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads. The method for producing a color filter according to <2>, wherein the image element part used for realizing N double exposure in an area other than the inter-head connection area among the image element parts is designated. In the method for producing a color filter according to <3>, the exposure is performed by a plurality of exposure heads, and the used pixel portion designating unit is an overlapped exposure region on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads. Among the picture element parts involved in exposure other than the inter-head connecting area, the picture element part used for realizing the N-fold exposure outside the inter-head connecting area is designated, whereby the exposure head Variations in the resolution and density unevenness of the pattern formed in areas other than the joint area between the heads on the exposed surface of the photosensitive layer due to deviations in the mounting position and mounting angle are leveled. As a result, the photosensitive layer is exposed with high definition, and then the photosensitive layer is developed to form a high-definition pattern.
<4> When the set inclination angle θ is N, the number of N exposures, the number s of pixel parts in the column direction, the interval p of the pixel parts in the column direction, and the exposure head tilted. the relative row direction pitch δ of pixel parts in the direction perpendicular to the scanning direction, the following equation with respect to theta ideal satisfying spsinθ ideal ≧ Nδ, which is set so as to satisfy the relation of θ ≧ θ ideal < The color filter manufacturing method according to any one of <1> to <3>.
<5> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <4>, wherein N in N-fold exposure is a natural number of 3 or more. In the method for producing a color filter according to <5>, multiple drawing is performed when N in N double exposure is a natural number of 3 or more. As a result, due to the effect of filling, variations in the resolution and density unevenness of the pattern formed on the exposed surface of the photosensitive layer due to a shift in the mounting position and mounting angle of the exposure head are more precisely leveled.
<6> 使用描素部指定手段が、
描素部により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点位置を、被露光面上において検出する光点位置検出手段と、
前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、N重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段と
を備える前記<1>から<5>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<7> 使用描素部指定手段が、N重露光を実現するために使用する使用描素部を、行単位で指定する前記<1>から<6>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<6> Use pixel part designation means
A light spot position detecting means for detecting a light spot position as a pixel unit that is generated by the picture element unit and constitutes an exposure area on the exposed surface;
<1> to <5>, further comprising: a pixel part selection unit that selects a pixel part to be used for realizing N double exposure based on a detection result by the light spot position detection unit. It is a manufacturing method of a color filter.
<7> The color filter production according to any one of <1> to <6>, wherein the used pixel part specifying unit specifies, in line units, the used pixel part used for realizing the N double exposure. Is the method.
<8> 光点位置検出手段が、検出した少なくとも2つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす実傾斜角度θ´を特定し、描素部選択手段が、前記実傾斜角度θ´と設定傾斜角度θとの誤差を吸収するように使用描素部を選択する前記<6>から<7>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<9> 実傾斜角度θ´が、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度の平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかである前記<8>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<10> 描素部選択手段が、実傾斜角度θ´に基づき、ttanθ´=N(ただし、NはN重露光数のNを表す)の関係を満たすtに近い自然数Tを導出し、m行(ただし、mは2以上の自然数を表す)配列された描素部における1行目から前記T行目の前記描素部を、使用描素部として選択する前記<8>から<9>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<11> 描素部選択手段が、実傾斜角度θ´に基づき、ttanθ´=N(ただし、NはN重露光数のNを表す)の関係を満たすtに近い自然数Tを導出し、m行(ただし、mは2以上の自然数を表す)配列された描素部における、(T+1)行目からm行目の前記描素部を、不使用描素部として特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する前記<8>から<9>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<8> Based on at least two light spot positions detected by the light spot position detection means, the column direction of the light spots on the surface to be exposed and the scanning direction of the exposure head when the exposure head is tilted <6> to <7>, wherein the inclination angle θ ′ is specified, and the drawing element selection means selects the drawing element part so as to absorb the error between the actual inclination angle θ ′ and the set inclination angle θ. It is a manufacturing method of the color filter in any one.
<9> The average inclination angle θ ′ is an average value, a median value, and a plurality of actual inclination angles formed by the row direction of the light spots on the surface to be exposed and the scanning direction of the exposure head when the exposure head is inclined. It is a manufacturing method of the color filter as described in said <8> which is either the maximum value and the minimum value.
<10> The pixel part selection means derives a natural number T close to t that satisfies the relationship of ttan θ ′ = N (where N represents N of N double exposure numbers) based on the actual inclination angle θ ′, and m <8> to <9> for selecting the pixel part from the first line to the T-th line in a line element (where m represents a natural number of 2 or more) arranged as a used pixel part The method for producing a color filter according to any one of the above.
<11> The pixel part selection means derives a natural number T close to t that satisfies the relationship of ttan θ ′ = N (where N represents N of N double exposure numbers) based on the actual inclination angle θ ′, and m In the picture element part arranged in a row (where m represents a natural number of 2 or more), the picture element part from line (T + 1) to m-th line is specified as an unused picture element part, and the unused picture element part is specified. The method for producing a color filter according to any one of <8> to <9>, wherein the picture element part excluding the element part is selected as a use picture element part.
<12> 描素部選択手段が、複数の描素部列により形成される被露光面上の重複露光領域を少なくとも含む領域において、
(1)理想的なN重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積が最小となるように、使用描素部を選択する手段、
(2)理想的なN重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、使用描素部を選択する手段、
(3)理想的なN重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段、及び
(4)理想的なN重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光過多となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段
のいずれかである前記<6>から<11>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<13> 描素部選択手段が、複数の露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、
(1)理想的なN重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積が最小となるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、
(2)理想的なN重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、
(3)理想的なN重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、及び、
(4)理想的なN重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光過多となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、
のいずれかである前記<6>から<12>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<14> 不使用描素部が、行単位で特定される前記<13>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<12> In a region including at least an overlapped exposure region on an exposed surface formed by a plurality of pixel part columns,
(1) Means for selecting a used pixel portion so that a total area of an overexposed region and an underexposed region is minimized with respect to an ideal N-fold exposure;
(2) Means for selecting a pixel part to be used so that the number of pixel units in an overexposed area and the number of pixel units in an underexposed area are equal to each other with respect to an ideal N double exposure;
(3) Means for selecting a pixel part to be used so that an area of an overexposed area is minimized and an underexposed area does not occur with respect to an ideal N double exposure, and (4) an ideal From <6>, which is one of means for selecting a used pixel portion so that an area of an underexposed region is minimized and an overexposed region is not generated with respect to a typical N double exposure. <11> A method for producing a color filter according to <11>.
<13> In the connecting region between the heads, which is an overlapping exposure region on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads,
(1) With respect to the ideal N-multiple exposure, from the pixel part involved in the exposure of the inter-head connection region, the total area of the overexposed region and the underexposed region is minimized. Means for identifying a used pixel part and selecting the pixel part excluding the unused pixel part as a used pixel part;
(2) Involvement in the exposure of the head-to-head connecting region so that the number of pixel units in the overexposed region and the number of pixel units in the underexposed region are equal to the ideal N-double exposure. Means for identifying an unused pixel part from the pixel part to be selected, and selecting the pixel part excluding the unused pixel part as a used pixel part;
(3) For the ideal N-multiple exposure, from the pixel part involved in the exposure of the inter-head connecting region, the area of the overexposed region is minimized and the underexposed region is not generated. A means for identifying an unused pixel part and selecting the pixel part excluding the unused pixel part as a used pixel part; and
(4) For the ideal N-multiple exposure, from the pixel part involved in the exposure of the inter-head connecting region, the area of the underexposed region is minimized and the region that is overexposed is not generated. , Means for identifying an unused pixel part and selecting the pixel part excluding the unused pixel part as a used pixel part;
The method for producing a color filter according to any one of <6> to <12>.
<14> The color filter manufacturing method according to <13>, wherein the unused pixel parts are specified in units of rows.
<15> 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、N重露光のNに対し、(N−1)列毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光を行う前記<5>から<14>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。該<15>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、N重露光のNに対し、(N−1)列毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光が行われ、略1重描画の単純なパターンが得られる。この結果、前記ヘッド間つなぎ領域における前記描素部が容易に指定される。
<16> 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、N重露光のNに対し、1/N行毎の描素部行を構成する前記描素部のみを使用して参照露光を行う前記<5>から<14>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。該<16>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、N重露光のNに対し、1/N行毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光が行われ、略1重描画の単純なパターンが得られる。この結果、前記ヘッド間つなぎ領域における前記描素部が容易に指定される。
<15> In order to specify the used pixel part in the used pixel part specifying means, among the usable pixel elements, N (n−1) pixel element columns for N multiple exposures The method for producing a color filter according to any one of <5> to <14>, wherein the reference exposure is performed using only the image element part constituting the above. In the method for producing a color filter according to <15>, in order to specify a used pixel part in the used pixel part specifying unit, among the usable pixel parts, (N-1) Reference exposure is performed using only the pixel part constituting the pixel part column for each column, and a simple pattern of substantially single drawing is obtained. As a result, the picture element portion in the head-to-head connection region is easily specified.
<16> In order to specify the used pixel part in the used pixel part specifying means, among the usable pixel parts, a pixel part row is formed every 1 / N lines for N of N double exposures. The method for producing a color filter according to any one of <5> to <14>, wherein the reference exposure is performed using only the picture element portion. In the method for producing a color filter according to <16>, in order to specify a used pixel part in the used pixel part specifying unit, among N of the usable pixel elements, Reference exposure is performed using only the pixel part constituting the pixel part column for each 1 / N row, and a simple pattern of substantially single drawing is obtained. As a result, the picture element portion in the head-to-head connection region is easily specified.
<17> 使用描素部指定手段が、光点位置検出手段としてスリット及び光検出器、並びに描素部選択手段として前記光検出器と接続された演算装置を有する前記<1>から<16>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<18> N重露光のNが、3以上7以下の自然数である前記<1>から<17>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<17> The <1> to <16>, wherein the used pixel part specifying means includes a slit and a photodetector as a light spot position detecting means and an arithmetic unit connected to the photodetector as a pixel part selecting means. The method for producing a color filter according to any one of the above.
<18> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <17>, wherein N in N-exposure exposure is a natural number of 3 or more and 7 or less.
<19> 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる前記<1>から<18>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<20> パターン情報が表すパターンの所定部分の寸法が、指定された使用描素部により実現できる対応部分の寸法と一致するように前記パターン情報を変換する変換手段を有する前記<1>から<19>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<19> The light modulation means further includes pattern signal generation means for generating a control signal based on the pattern information to be formed, and the control signal generated by the pattern signal generation means is emitted from the light irradiation means. The method for producing a color filter according to any one of <1> to <18>, wherein the color filter is modulated according to the method.
<20> From <1> to <1> further including conversion means for converting the pattern information so that a dimension of a predetermined part of the pattern represented by the pattern information matches a dimension of a corresponding part that can be realized by the designated used pixel part. 19> The method for producing a color filter according to any one of the above.
<21> 光変調手段が、空間光変調素子である前記<1>から<20>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<22> 空間光変調素子が、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)である前記<21>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<23> 描素部が、マイクロミラーである前記<21>から<22>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<21> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <20>, wherein the light modulator is a spatial light modulator.
<22> The method for producing a color filter according to <21>, wherein the spatial light modulator is a digital micromirror device (DMD).
<23> The color filter manufacturing method according to any one of <21> to <22>, wherein the picture element portion is a micromirror.
<24> 光照射手段が、2以上の光を合成して照射可能である前記<1>から<23>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。該<24>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、前記光照射手段が2以上の光を合成して照射可能であることにより、露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記感光層への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、極めて高精細なパターンが形成される。
<25> 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバの入射端面に収束させる集合光学系とを有する前記<1>から<24>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。該<25>に記載のカラーフィルタの製造方法においては、前記光照射手段が、前記複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザビームが前記集合光学系により集光し、前記マルチモード光ファイバの入射端面に収束させることにより、露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記感光層への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、極めて高精細なパターンが形成される。
<24> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <23>, wherein the light irradiation unit can synthesize and irradiate two or more lights. In the method for producing a color filter according to <24>, since the light irradiation unit can synthesize and irradiate two or more lights, exposure is performed with exposure light having a deep focal depth. As a result, the exposure of the photosensitive layer is performed with extremely high definition. For example, after that, the photosensitive layer is developed to form an extremely fine pattern.
<25> The light irradiation means includes a plurality of lasers, a multimode optical fiber, and a collective optical system that collects the laser beams irradiated from the plurality of lasers and converges them on the incident end face of the multimode optical fiber; The method for producing a color filter according to any one of <1> to <24>. In the method for manufacturing a color filter according to <25>, the light irradiation unit condenses the laser beams irradiated from the plurality of lasers by the collective optical system, and the incident end surface of the multimode optical fiber. By converging, the exposure is performed with exposure light having a deep focal depth. As a result, the exposure of the photosensitive layer is performed with extremely high definition. For example, after that, the photosensitive layer is developed to form an extremely fine pattern.
<26> 感光層が、感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより形成される前記<1>から<25>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<27> 感光層が、支持体上に感光性組成物が積層されてなる感光性転写材料、該支持体とは反対側の面と基材とが当接するように該基材上に積層し、次いで、支持体を剥離することにより形成される前記<1>から<26>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<28> 感光性組成物が、少なくとも、黒色(K)に着色されている前記<1>から<27>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<29> 少なくとも、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の3原色に着色された感光性組成物を用いて、基材の表面に所定の配置で、R、G及びBの各色毎に、順次、感光層形成工程、露光工程、及び現像工程を繰り返してカラーフィルタを形成する前記<1>から<28>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<30> 赤色(R)着色に少なくとも顔料C.I.ピグメントレッド254を、緑色(G)着色に顔料C.I.ピグメントグリーン36及び顔料C.I.ピグメントイエロー139の少なくともいずれかの顔料を、並びに、青色(B)着色に少なくとも顔料C.I.ピグメントブルー15:6を用いる前記<29>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<31> 赤色(R)着色に顔料C.I.ピグメントレッド254及び顔料C.I.ピグメントレッド177の少なくともいずれかの顔料を、緑色(G)着色に顔料C.I.ピグメントグリーン36及び顔料C.I.ピグメントイエロー150の少なくともいずれかの顔料を、並びに、青色(B)着色に顔料C.I.ピグメントブルー15:6及び顔料C.I.ピグメントバイオレット23の少なくともいずれかの顔料を用いる前記<29>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<26> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <25>, wherein the photosensitive layer is formed by applying a photosensitive composition to a surface of a substrate and drying.
<27> A photosensitive transfer material obtained by laminating a photosensitive composition on a support, and a laminate on the substrate such that the surface opposite to the support and the substrate are in contact with each other. Then, the method for producing a color filter according to any one of <1> to <26>, wherein the color filter is formed by peeling off the support.
<28> The method for producing a color filter according to any one of <1> to <27>, wherein the photosensitive composition is colored at least black (K).
<29> Using a photosensitive composition colored in at least three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), R, G, and B in a predetermined arrangement on the surface of the substrate The method for producing a color filter according to any one of <1> to <28>, wherein the color filter is formed by sequentially repeating the photosensitive layer forming step, the exposure step, and the development step for each of the colors.
<30> At least pigment C.I. I. Pigment Red 254 is colored green (G) with pigment C.I. I. Pigment green 36 and pigment C.I. I. Pigment Yellow 139 and at least a pigment C.I. I. It is a manufacturing method of the color filter as described in said <29> using pigment blue 15: 6.
<31> Pigment C.I. I. Pigment red 254 and pigment C.I. I. Pigment Red 177 at least one pigment is changed to a green (G) coloring pigment C.I. I. Pigment green 36 and pigment C.I. I. Pigment Yellow 150 pigment, and blue (B) pigment C.I. I. Pigment blue 15: 6 and pigment C.I. I. The method for producing a color filter according to <29>, wherein at least one pigment of pigment violet 23 is used.
<32> 前記<1>から<31>のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
<33> 前記<33>に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする表示装置である。
<32> A color filter manufactured by the method for manufacturing a color filter according to any one of <1> to <31>.
<33> A display device using the color filter according to <33>.
本発明によると、従来における問題を解決することができ、フォトマスクを用いることなく、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記感光層の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、特にブラック画像の線幅ばらつきを極めて少なく、高精細に形成可能であり、低コスト、かつ表示特性に優れ、携帯端末、携帯ゲーム機、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置(LCD)用、PALC(プラズマアドレス液晶)、プラズマディスプレイなどに好適に用いられるカラーフィルタの製造方法、及び該カラーフィルタの製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた表示装置を提供することができる。また、本発明によると、現像後に観察されるムラ(塗布ムラ及び表示ムラ)が軽減できる。 According to the present invention, it is possible to solve the conventional problems, and without using a photomask, a shift in the mounting position and mounting angle of the exposure head, and between the pixel portion and the exposure surface of the pattern forming material. Variation in the resolution of the pattern formed on the exposed surface of the photosensitive layer by leveling out the effects of variations in exposure due to various aberrations of the optical system and pattern distortion caused by distortion of the picture element itself By reducing unevenness in density and density, the line width of black images is extremely small, high-definition can be formed, low cost, excellent display characteristics, portable terminals, portable game machines, notebook computers, TV monitors, etc. Manufacturing method of color filter suitably used for liquid crystal display device (LCD), PALC (plasma addressed liquid crystal), plasma display, etc., Excellent color filter display characteristics produced by the production method of the fine the color filter, and it is possible to provide a display device using the color filter. Further, according to the present invention, unevenness (coating unevenness and display unevenness) observed after development can be reduced.
(カラーフィルタの製造方法)
本発明のカラーフィルタの製造方法は、感光層形成工程と、露光工程と、現像工程とを少なくとも含んでなり、更に必要に応じて適宜選択されたその他の工程を含んでなる。
本発明のカラーフィルタは、本発明の前記カラーフィルタの製造方法により製造される。
本発明の表示装置は、本発明の前記カラーフィルタを用いてなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の説明を通じて、本発明のカラーフィルタ及び表示装置の詳細についても明らかにする。
(Color filter manufacturing method)
The method for producing a color filter of the present invention includes at least a photosensitive layer forming step, an exposure step, and a development step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.
The color filter of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the color filter of the present invention.
The display device of the present invention uses the color filter of the present invention, and further includes other means as necessary.
Hereinafter, details of the color filter and the display device of the present invention will be clarified through the description of the method of manufacturing the color filter of the present invention.
[感光層形成工程]
前記感光層形成工程は、バインダー、重合性化合物、着色剤、及び光重合開始剤を含む前記感光性組成物を用いて、前記基材の表面に、少なくとも前記感光層を形成する工程であり、更に適宜選択されたその他の層を形成する工程である。
[Photosensitive layer forming step]
The photosensitive layer forming step is a step of forming at least the photosensitive layer on the surface of the substrate using the photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, a colorant, and a photopolymerization initiator, Further, it is a step of forming other layers appropriately selected.
前記感光層、及びその他の層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塗布により形成する方法、シート状の各層を加圧及び加熱の少なくともいずれかを行うことで、ラミネートすることにより形成する方法、それらの併用などが挙げられる。
前記感光層形成工程としては、以下に示す第1の態様の感光層形成工程及び第2の態様の感光層形成工程が好適に挙げられる。
The method for forming the photosensitive layer and other layers is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. By performing either, a method of forming by laminating, a combination thereof, and the like can be mentioned.
Suitable examples of the photosensitive layer forming step include the photosensitive layer forming step of the first aspect and the photosensitive layer forming step of the second aspect described below.
第1の態様の感光層形成工程としては、前記感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより、基材の表面に、少なくとも、感光層を形成し、更に、適宜選択されたその他の層を形成する工程が挙げられる。 As the photosensitive layer forming step of the first aspect, at least a photosensitive layer is formed on the surface of the substrate by applying the photosensitive composition to the surface of the substrate and drying, and further appropriately selected. And a step of forming other layers.
第2の態様の感光層形成工程としては、前記感光性組成物をからなる感光性転写層をフィルム状に成形した感光性転写材料を用いて、該感光性転写層を、基材とが当接するように加熱及び加圧の少なくともいずれかの下において積層することにより、前記基材の表面に少なくとも感光層を形成し、更に、適宜選択されたその他の層を形成する工程が挙げられる。 In the photosensitive layer forming step of the second aspect, a photosensitive transfer material formed by forming a photosensitive transfer layer comprising the photosensitive composition into a film is used, and the photosensitive transfer layer is applied to a substrate. A step of forming at least a photosensitive layer on the surface of the substrate by laminating under at least one of heating and pressurization so as to come into contact with each other, and further forming other appropriately selected layers may be mentioned.
第1の態様の感光層形成工程において、前記感光性組成物の塗布及び乾燥の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材の表面に、前記感光性組成物を、水又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて感光性組成物溶液を調製し、該溶液を直接塗布し、乾燥させることにより積層する方法が挙げられる。 In the photosensitive layer forming step of the first aspect, the method for applying and drying the photosensitive composition is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, on the surface of the substrate, Examples include a method in which the photosensitive composition is dissolved, emulsified or dispersed in water or a solvent to prepare a photosensitive composition solution, and the solution is directly applied and dried for lamination.
前記感光性組成物溶液の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 There is no restriction | limiting in particular as a solvent of the said photosensitive composition solution, According to the objective, it can select suitably.
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを用いて、前記基材に直接塗布する方法が挙げられる。本発明においては、液が吐出する部分にスリット状の穴を有するスリット状ノズルを用いた塗布装置(スリットコータ)によって行うことが好ましい。具体的には、特開2004−89851号公報、特開2004−17043号公報、特開2003−170098号公報、特開2003−164787号公報、特開2003−10767号公報、特開2002−79163号公報、特開2001−310147号公報等に記載のスリット状ノズル、及びスリットコーターが好適に用いられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、通常60〜110℃の温度で30秒間〜15分間程度である。
The coating method is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, using a spin coater, a slit spin coater, a roll coater, a die coater, a curtain coater, etc. The method of apply | coating is mentioned. In this invention, it is preferable to carry out by the coating device (slit coater) using the slit-shaped nozzle which has a slit-shaped hole in the part which discharges a liquid. Specifically, JP-A-2004-89851, JP-A-2004-17043, JP-A-2003-170098, JP-A-2003-164787, JP-A-2003-10767, JP-A-2002-79163. Slit nozzles and slit coaters described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-310147 and the like are preferably used.
The drying conditions vary depending on each component, the type of solvent, the use ratio, and the like, but are usually about 60 to 110 ° C. for about 30 seconds to 15 minutes.
前記感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.5〜10μmが好ましく、0.75〜6μmがより好ましく、1〜3μmが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said photosensitive layer, According to the objective, it can select suitably, 0.5-10 micrometers is preferable, 0.75-6 micrometers is more preferable, and 1-3 micrometers is especially preferable.
第1の態様の感光層形成工程において形成されるその他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸素遮断層、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層などが挙げられる。
前記その他の層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記感光層上に塗布する方法、シート状に形成されたその他の層を積層する方法などが挙げられる。
Other layers formed in the photosensitive layer forming step of the first aspect are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, an oxygen blocking layer, a release layer, an adhesive layer, a light absorbing layer And a surface protective layer.
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said other layer, According to the objective, it can select suitably, For example, the method of apply | coating on the said photosensitive layer, The method of laminating | stacking the other layer formed in the sheet form Etc.
前記第2の態様の感光層形成工程において、基材の表面に感光層、及び必要に応じて適宜選択されるその他の層を形成する方法としては、前記基材の表面に、支持体と該支持体上に感光性組成物が積層されてなる感光層と、必要に応じて適宜選択されるその他の層とを有する前記感光性転写材料(感光性フィルム)を、加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層する方法が挙げられ、具体的には、前記支持体上に前記感光性組成物からなる感光性転写層(以下、単に「感光層」と表すことがある)を有する前記感光性転写材料を、前記感光性転写層(感光層)が基材の表面側となるように積層し、次いで、前記支持体を前記感光性転写層(感光層)上から剥離する方法が好適に挙げられる。
前記支持体を剥離することにより、前記支持体による光の散乱や屈折の等影響で前記感光層上に結像させる像にボケ像が生じることが防止され、所定のパターンが高解像度で得られる。
なお、前記感光性転写材料が、後述する保護フィルムを有する場合には、該保護フィルムを剥離し、前記基材に前記感光層が重なるようにして積層する。
In the photosensitive layer forming step of the second aspect, as a method of forming a photosensitive layer on the surface of the base material and other layers appropriately selected as necessary, a support and The photosensitive transfer material (photosensitive film) having a photosensitive layer obtained by laminating a photosensitive composition on a support and other layers appropriately selected as necessary, is heated and pressurized at least either Specifically, the photosensitive layer having a photosensitive transfer layer (hereinafter sometimes simply referred to as “photosensitive layer”) made of the photosensitive composition on the support. Preferably, the photosensitive transfer material is laminated so that the photosensitive transfer layer (photosensitive layer) is on the surface side of the substrate, and then the support is peeled off from the photosensitive transfer layer (photosensitive layer). Can be mentioned.
By peeling off the support, it is possible to prevent a blurred image from being formed on the image formed on the photosensitive layer due to light scattering or refraction by the support, and to obtain a predetermined pattern with high resolution. .
In addition, when the said photosensitive transfer material has a protective film mentioned later, this protective film is peeled and it laminates | stacks so that the said photosensitive layer may overlap with the said base material.
前記加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、70〜130℃が好ましく、80〜110℃がより好ましい。
前記加圧の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.01〜1.0MPaが好ましく、0.05〜1.0MPaがより好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said heating temperature, Although it can select suitably according to the objective, For example, 70-130 degreeC is preferable and 80-110 degreeC is more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a pressure of the said pressurization, Although it can select suitably according to the objective, For example, 0.01-1.0 MPa is preferable and 0.05-1.0 MPa is more preferable.
前記加熱及び加圧の少なくともいずれかを行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒートプレス、ヒートロールラミネーター(例えば、(株)日立インダストリイズ社、LamicII型)、真空ラミネーター(例えば、名機製作所製、MVLP500)などが好適に挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs at least any one of the said heating and pressurization, According to the objective, it can select suitably, For example, a heat press, a heat roll laminator (for example, Hitachi Industries, Ltd.) , Lamic II type), vacuum laminator (for example, MVLP500 manufactured by Meiki Seisakusho) and the like are preferable.
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光層を剥離可能であり、かつ光の透過性が良好であるのが好ましく、更に表面の平滑性が良好であるのがより好ましい。 The support is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, it is preferable that the photosensitive layer can be peeled off and that light transmittance is good, and that the surface is smooth. Is more preferable.
前記支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、4〜300μmが好ましく、5〜175μmがより好ましく、10〜100μmが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said support body, According to the objective, it can select suitably, For example, 4-300 micrometers is preferable, 5-175 micrometers is more preferable, and 10-100 micrometers is especially preferable.
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、長尺状が好ましい。前記長尺状の支持体の長さとしては、特に制限はなく、例えば、10m〜20000mの長さのものが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said support body, Although it can select suitably according to the objective, A long shape is preferable. There is no restriction | limiting in particular as the length of the said elongate support body, For example, the thing of length 10m-20000m is mentioned.
前記支持体は、合成樹脂製であり、かつ透明であるものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、セロファン、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロエチレン、セルロース系フィルム、ナイロンフィルム等の各種のプラスチックフィルムが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、前記支持体としては、例えば、特開平4−208940号公報、特開平5−80503号公報、特開平5−173320号公報、特開平5−72724号公報などに記載の支持体を用いることもできる。
The support is preferably made of a synthetic resin and transparent, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, cellulose triacetate, cellulose diacetate, poly (meth) acrylic acid alkyl ester, poly (Meth) acrylic acid ester copolymer, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, cellophane, polyvinylidene chloride copolymer, polyamide, polyimide, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polytetrafluoroethylene, polytri Various plastic films such as fluoroethylene, cellulose-based film, nylon film and the like can be mentioned, and among these, polyethylene terephthalate is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
As the support, for example, the support described in JP-A-4-208940, JP-A-5-80503, JP-A-5-173320, JP-A-5-72724, or the like is used. You can also.
前記感光性転写材料における感光層の形成は、前記基材への前記感光性組成物溶液の塗布及び乾燥(前記第1の態様の感光層形成方法)と同様な方法で行うことができる。 Formation of the photosensitive layer in the photosensitive transfer material can be performed by the same method as the application and drying of the photosensitive composition solution to the substrate (the photosensitive layer forming method of the first aspect).
前記保護フィルムは、前記感光層の汚れや損傷を防止し、保護する機能を有するフィルムである。
前記保護フィルムの厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、5〜100μmが好ましく、8〜50μmがより好ましく、10〜40μmが特に好ましい。
The protective film is a film having a function of preventing and protecting the photosensitive layer from being stained and damaged.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said protective film, According to the objective, it can select suitably, For example, 5-100 micrometers is preferable, 8-50 micrometers is more preferable, 10-40 micrometers is especially preferable.
前記保護フィルムの前記感光性転写材料において設けられる箇所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、前記感光層上に設けられる。 There is no restriction | limiting in particular as a location provided in the said photosensitive transfer material of the said protective film, Although it can select suitably according to the objective, Usually, it provides on the said photosensitive layer.
前記保護フィルムを用いる場合、前記感光層及び前記支持体の接着力Aと、前記感光層及び保護フィルムの接着力Bとの関係としては、接着力A>接着力Bであることが好適である。 When the protective film is used, the relationship between the adhesive force A of the photosensitive layer and the support and the adhesive force B of the photosensitive layer and the protective film is preferably adhesive force A> adhesive force B. .
前記支持体と前記保護フィルムとの静摩擦係数としては、0.3〜1.4が好ましく、0.5〜1.2がより好ましい。
前記静摩擦係数が、0.3未満であると、滑り過ぎるため、ロール状にした場合に巻ズレが発生することがあり、1.4を超えると、良好なロール状に巻くことが困難となることがある。
The coefficient of static friction between the support and the protective film is preferably 0.3 to 1.4, and more preferably 0.5 to 1.2.
When the coefficient of static friction is less than 0.3, slipping is excessive, so that winding deviation may occur when the roll is formed, and when it exceeds 1.4, it is difficult to wind into a good roll. Sometimes.
前記保護フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体に使用されるもの、シリコーン紙、ポリエチレン、ポリプロピレンがラミネートされた紙、ポリオレフィン又はポリテトラフルオロエチレンシート、などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどが特に好ましいものとして挙げられる。
前記支持体と保護フィルムとの組合せ(支持体/保護フィルム)としては、例えば、特開2005−70767号公報の段落番号0151に記載の組合せや、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート等の組合せが挙げられる。
The protective film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include those used for the support, silicone paper, polyethylene, polypropylene laminated paper, polyolefin or polytetrafluoro. An ethylene sheet etc. are mentioned, Among these, a polyethylene film, a polypropylene film, etc. are mentioned as a particularly preferable thing.
Examples of the combination of the support and the protective film (support / protective film) include a combination described in paragraph No. 0151 of JP-A-2005-70767, a combination of polyethylene terephthalate / polyethylene terephthalate, and the like.
前記保護フィルムとしては、上述の接着力の関係を満たすために、前記保護フィルムと前記感光層との接着性を調製するために表面処理することが好ましく、例えば、該表面処理の方法としては、特開2005−70767号公報の段落番号0151に記載の方法等が挙げられる。 As the protective film, in order to satisfy the above-described relationship of adhesive strength, it is preferable to perform surface treatment to adjust the adhesion between the protective film and the photosensitive layer. For example, as a method of the surface treatment, Examples include the method described in paragraph No. 0151 of JP-A-2005-70767.
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱可塑性樹脂層、及び中間層などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said other layer, According to the objective, it can select suitably, For example, a thermoplastic resin layer, an intermediate | middle layer, etc. are mentioned.
−熱可塑性樹脂層−
前記熱可塑性樹脂層(以下、「クッション層」と称することもある)は、アルカリ現像を可能とし、また、転写時にはみ出した該アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層により被転写体が汚染されるのを防止可能とする観点からアルカリ可溶性であることが好ましく、前記感光性転写材料を被転写体上に転写させる際、該被転写体上に存在する凹凸に起因して発生する転写不良を効果的に防止するクッション材としての機能を有していることが好ましく、該感光性転写材料を前記被転写体上に加熱密着させた際に該被転写体上に存在する凹凸に応じて変形可能であるのがより好ましい。
-Thermoplastic resin layer-
The thermoplastic resin layer (hereinafter sometimes referred to as “cushion layer”) enables alkali development, and the transferred material is contaminated by the alkali-soluble thermoplastic resin layer that protrudes during transfer. It is preferable that it is soluble in alkali from the viewpoint of preventing the occurrence of transfer defects, and when transferring the photosensitive transfer material onto the transfer target, transfer defects caused by unevenness present on the transfer target are effective. It is preferable that the photosensitive transfer material has a function as a cushioning material, and can be deformed according to the unevenness present on the transferred material when the photosensitive transfer material is heated and adhered onto the transferred material. More preferably.
前記熱可塑性樹脂層に用いる材料としては、例えば、特開平5−72724号公報に記載されている有機高分子物質が好ましく、ヴイカーVicat法(具体的には、アメリカ材料試験法エーエステーエムデーASTMD1235によるポリマー軟化点測定法)による軟化点が約80℃以下の有機高分子物質より選択されることが特に好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル又はそのケン化物の様なエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステル又はそのケン化物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニル又はそのケン化物の様な塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル又はそのケン化物の様なスチレン共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル又はそのケン化物の様なビニルトルエン共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、N−アルコキシメチル化ナイロン、N−ジメチルアミノ化ナイロンの様なポリアミド樹脂等の有機高分子などが挙げられる。
前記熱可塑性樹脂層の乾燥厚さは、2〜30μmが好ましく、5〜20μmがより好ましく、7〜16μmが特に好ましい。
As a material used for the thermoplastic resin layer, for example, an organic polymer substance described in JP-A-5-72724 is preferable, and the Viker Vicat method (specifically, American Materials Testing Method ASTM D1235) is used. It is particularly preferred that the softening point by the polymer softening point measurement method according to (1) is selected from organic polymer substances having a temperature of about 80 ° C. or lower. Specifically, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ethylene copolymers such as ethylene and vinyl acetate or saponified products thereof, ethylene and acrylate esters or saponified products thereof, polyvinyl chloride, vinyl chloride and vinyl acetate or saponified products thereof. Vinyl chloride copolymer such as fluoride, polyvinylidene chloride, vinylidene chloride copolymer, polystyrene, styrene copolymer such as styrene and (meth) acrylic acid ester or saponified product thereof, polyvinyl toluene, vinyl toluene and (meta ) Vinyl toluene copolymer such as acrylic ester or saponified product thereof, poly (meth) acrylic ester, (meth) acrylic ester copolymer such as butyl (meth) acrylate and vinyl acetate, vinyl acetate copolymer Combined nylon, copolymer nylon, N-alkoxymethylated sodium Ron, and organic polymers of the polyamide resins, such as N- dimethylamino nylon and the like.
The dry thickness of the thermoplastic resin layer is preferably 2 to 30 μm, more preferably 5 to 20 μm, and particularly preferably 7 to 16 μm.
−中間層−
前記中間層は、前記感光層上に設けられ、前記感光性転写材料がアルカリ可溶な熱可塑性樹脂層を有する場合には該感光層と該アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層との間に設けられる。該感光層と該アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層との形成においては有機溶剤を用いるため、該中間層がその間に位置すると、両層が互いに混ざり合うのを防止することができる。
-Intermediate layer-
The intermediate layer is provided on the photosensitive layer, and provided between the photosensitive layer and the alkali-soluble thermoplastic resin layer when the photosensitive transfer material has an alkali-soluble thermoplastic resin layer. It is done. Since an organic solvent is used in the formation of the photosensitive layer and the alkali-soluble thermoplastic resin layer, when the intermediate layer is located between them, the two layers can be prevented from mixing with each other.
前記中間層としては、水又はアルカリ水溶液に分散乃至溶解するものが好ましい。
前記中間層の材料としては、公知のものを使用することができ、例えば、特開昭46−2121号公報及び特公昭56−40824号公報に記載のポリビニルエーテル/無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド類、水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレンオキサイド重合体、各種澱粉及びその類似物からなる群の水溶性塩、スチレン/マレイン酸の共重合体、マレイネート樹脂、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも親水性高分子を使用するのが好ましく、該親水性高分子の中でも、少なくともポリビニルアルコールを使用するのが好ましく、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの併用が特に好ましい。
The intermediate layer is preferably one that is dispersed or dissolved in water or an aqueous alkali solution.
As the material for the intermediate layer, known materials can be used. For example, polyvinyl ether / maleic anhydride polymer, carboxyalkyl described in JP-A No. 46-2121 and JP-B No. 56-40824 Water-soluble salt of cellulose, water-soluble cellulose ether, water-soluble salt of carboxyalkyl starch, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, water-soluble polyamide, water-soluble salt of polyacrylic acid, gelatin, ethylene oxide polymer, various Water soluble salts of the group consisting of starch and the like, styrene / maleic acid copolymers, maleate resins, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a hydrophilic polymer, and among these hydrophilic polymers, it is preferable to use at least polyvinyl alcohol, and a combination of polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone is particularly preferable.
前記ポリビニルアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、その鹸化率は80%以上が好ましい。
前記ポリビニルピロリドンを使用する場合、その含有量としては、該中間層の固形分に対し、1〜75体積%が好ましく、1〜60体積%がより好ましく、10〜50体積%が特に好ましい。
前記含有量が、1体積%未満であると、前記感光層との十分な密着性が得られないことがあり、一方、75体積%を超えると、酸素遮断能が低下することがあり、好ましくない。
There is no restriction | limiting in particular as said polyvinyl alcohol, Although it can select suitably according to the objective, The saponification rate has preferable 80% or more.
When using the said polyvinyl pyrrolidone, as content, 1-75 volume% is preferable with respect to solid content of this intermediate | middle layer, 1-60 volume% is more preferable, 10-50 volume% is especially preferable.
When the content is less than 1% by volume, sufficient adhesion to the photosensitive layer may not be obtained. On the other hand, when the content exceeds 75% by volume, the oxygen-blocking ability may be decreased. Absent.
前記中間層は、酸素透過率が小さいことが好ましい。前記中間層の酸素透過率が大きく酸素遮断能が低い場合には、前記感光層に対する露光時における光量をアップする必要を生じたり、露光時間を長くする必要が生ずることがあり、解像度も低下してしまうことがある。 The intermediate layer preferably has a low oxygen permeability. When the oxygen permeability of the intermediate layer is large and the oxygen blocking ability is low, it may be necessary to increase the amount of light at the time of exposure to the photosensitive layer, or it may be necessary to lengthen the exposure time, and the resolution also decreases. May end up.
前記中間層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1〜5μm程度であるのが好ましく、0.5〜2μmがより好ましい。
前記厚みが、0.1μm未満であると、酸素透過性が高過ぎてしまうことがあり、5μmを超えると、現像時や中間層除去時に長時間を要し、好ましくない。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said intermediate | middle layer, According to the objective, it can select suitably, It is preferable that it is about 0.1-5 micrometers, and 0.5-2 micrometers is more preferable.
If the thickness is less than 0.1 μm, the oxygen permeability may be too high, and if it exceeds 5 μm, it takes a long time for development or removal of the intermediate layer, which is not preferable.
前記感光性転写材料の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体上に、仮支持体上に、熱可塑性樹脂層と、中間層と、感光層とを、この順に有してなる形態などが挙げられる。なお、前記感光層は、単層であってもよいし、複数層であってもよい。 The structure of the photosensitive transfer material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.For example, on the support, on the temporary support, a thermoplastic resin layer, an intermediate layer, The form etc. which have a photosensitive layer in this order are mentioned. The photosensitive layer may be a single layer or a plurality of layers.
前記感光性転写材料は、例えば、円筒状の巻芯に巻き取って、長尺状でロール状に巻かれて保管されるのが好ましい。前記長尺状の感光性転写材料の長さとしては、特に制限はなく、例えば、10m〜20、000mの範囲から適宜選択することができる。また、ユーザーが使いやすいようにスリット加工し、100m〜1、000mの範囲の長尺体をロール状にしてもよい。なお、この場合には、前記支持体が一番外側になるように巻き取られるのが好ましい。また、前記ロール状の感光性転写材料シート状にスリットしてもよい。保管の際、端面の保護、エッジフュージョンを防止する観点から、端面にはセパレーター(特に防湿性のもの、乾燥剤入りのもの)を設置するのが好ましく、また梱包も透湿性の低い素材を用いるのが好ましい。 The photosensitive transfer material is preferably stored, for example, wound around a cylindrical core, wound in a long roll shape. There is no restriction | limiting in particular as the length of the said elongate photosensitive transfer material, For example, it can select suitably from the range of 10m-20,000m. In addition, slitting may be performed so that the user can easily use, and a long body in a range of 100 m to 1,000 m may be formed into a roll shape. In this case, it is preferable that the support is wound up so as to be the outermost side. Moreover, you may slit in the said roll-shaped photosensitive transfer material sheet form. When storing, from the viewpoint of protecting the end face and preventing edge fusion, it is preferable to install a separator (particularly moisture-proof and containing a desiccant) on the end face, and use a low moisture-permeable material for packaging. Is preferred.
前記感光性転写材料は、カラーフィルタや柱材、リブ材、スペーサー、隔壁などのディスプレイ用部材などのパターン形成用として広く用いることができ、これらの中でも、本発明のカラーフィルタの製造方法に好適に用いることができる。 The photosensitive transfer material can be widely used for pattern formation of display members such as color filters, pillars, ribs, spacers, partition walls, etc. Among them, suitable for the method for producing a color filter of the present invention. Can be used.
なお、前記第2の態様の感光層形成方法により形成された感光層を有する積層体への露光方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記感光層が支持体上にクッション層を介して存在するフィルム状の感光性転写材料を積層した場合は、前記支持体、必要に応じてクッション層も剥離した後、前記中間層(酸素遮断層)を介して前記感光層を露光することが好ましい。 In addition, there is no restriction | limiting in particular as an exposure method to the laminated body which has the photosensitive layer formed by the photosensitive layer forming method of the said 2nd aspect, According to the objective, it can select suitably, For example, the said photosensitive layer In the case where a film-like photosensitive transfer material is laminated on a support via a cushion layer, the support and, if necessary, the cushion layer are also peeled off, and then the intermediate layer (oxygen barrier layer) is interposed. It is preferable to expose the photosensitive layer.
<感光層>
前記感光層形成工程で形成される感光層(カラーレジスト層)としては、少なくともバインダー、着色剤、重合性化合物、及び光重合開始剤を含み、更に必要に応じて適宜選択されるその他の成分を含む感光性組成物を用いて形成されてなる。
<Photosensitive layer>
The photosensitive layer (color resist layer) formed in the photosensitive layer forming step includes at least a binder, a colorant, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and further includes other components appropriately selected as necessary. It is formed using the photosensitive composition containing.
<<バインダー>>
前記バインダーとしては、例えば、アルカリ性水溶液に対して膨潤性であるのが好ましく、アルカリ性水溶液に対して可溶性であるのがより好ましい。
アルカリ性水溶液に対して膨潤性又は溶解性を示すバインダーとしては、例えば、酸性基を有するものが好適に挙げられる。
<< Binder >>
For example, the binder is preferably swellable in an alkaline aqueous solution, and more preferably soluble in an alkaline aqueous solution.
As the binder exhibiting swellability or solubility with respect to the alkaline aqueous solution, for example, those having an acidic group are preferably exemplified.
前記酸性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられ、これらの中でもカルボキシル基が好ましい。
カルボキシル基を有するバインダーとしては、例えば、カルボキシル基を有するビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド酸樹脂、変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調製の容易さ等の観点からカルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said acidic group, According to the objective, it can select suitably, For example, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group etc. are mentioned, Among these, a carboxyl group is preferable.
Examples of the binder having a carboxyl group include a vinyl copolymer having a carboxyl group, a polyurethane resin, a polyamic acid resin, and a modified epoxy resin. Among these, the solubility in a coating solvent, the solubility in an alkali developer, and the like. From the viewpoints of solubility, suitability for synthesis, ease of preparation of film properties, etc., a vinyl copolymer having a carboxyl group is preferred.
前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも(1)カルボキシル基を有するビニルモノマー、及び(2)これらと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができる。 The vinyl copolymer having a carboxyl group can be obtained by copolymerization of at least (1) a vinyl monomer having a carboxyl group, and (2) a monomer copolymerizable therewith.
前記カルボキシル基を有するビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマー、水酸基を有する単量体(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)と環状無水物(例えば、無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物)との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、共重合性やコスト、溶解性などの観点から(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の無水物を有するモノマーを用いてもよい。
Examples of the vinyl monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, acrylic acid dimer, and hydroxyl group. An addition reaction product of a monomer (for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate) and a cyclic anhydride (for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride), ω-carboxy-polycaprolactone mono Examples include (meth) acrylate. Among these, (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoints of copolymerizability, cost, solubility, and the like.
Moreover, you may use the monomer which has anhydrides, such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxyl group.
前記その他の共重合可能なモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリル、ビニル基が置換した複素環式基(例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール等)、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクトン、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、リン酸モノ(2―アクリロイルオキシエチルエステル)、リン酸モノ(1−メチル−2―アクリロイルオキシエチルエステル)、官能基(例えば、ウレタン基、ウレア基、スルホンアミド基、フェノール基、イミド基)を有するビニルモノマーなどが挙げられる。 The other copolymerizable monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include (meth) acrylic acid esters, crotonic acid esters, vinyl esters, and maleic acid diesters. , Fumaric acid diesters, itaconic acid diesters, (meth) acrylamides, vinyl ethers, esters of vinyl alcohol, styrenes, (meth) acrylonitrile, heterocyclic groups substituted with vinyl groups (eg, vinylpyridine, Vinylpyrrolidone, vinylcarbazole, etc.), N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylimidazole, vinylcaprolactone, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, phosphoric acid mono (2-acryloyloxyethyl ester), phosphorus Acid mono (1- Chill-2-acryloyloxyethyl ester), functional groups (e.g., a urethane group, an urea group, a sulfonamide group, a phenol group and a vinyl monomer and the like having an imide group).
前記(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、t−オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、アセトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、β−フェノキシエトキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロクチルエチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) ) Acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, t-octyl (meth) acrylate, Dodecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, acetoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 3-phenoxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, diethylene glycol monomethyl ether (meta ) Acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monophenyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate , Polyethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, β-phenoxyethoxyethyl acrylate, Nylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) Examples include acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate, and tribromophenyloxyethyl (meth) acrylate.
前記クロトン酸エステル類としては、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシルなどが挙げられる。 Examples of the crotonic acid esters include butyl crotonate and hexyl crotonate.
前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、安息香酸ビニルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl methoxyacetate, vinyl benzoate, and the like.
前記マレイン酸ジエステル類としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the maleic acid diesters include dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
前記フマル酸ジエステル類としては、例えば、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the fumaric acid diesters include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dibutyl fumarate and the like.
前記イタコン酸ジエステル類としては、例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the itaconic acid diesters include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, and dibutyl itaconate.
前記(メタ)アクリルアミド類としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N、N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N、N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N- n-butyl acrylic (meth) amide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N- (2-methoxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, Examples thereof include N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, diacetone acrylamide and the like.
前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えば、t-Boc等)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレンなどが挙げられる。 Examples of the styrenes include styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hydroxy styrene, methoxy styrene, butoxy styrene, acetoxy styrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, chloro Examples include methylstyrene, hydroxystyrene protected with a group that can be deprotected by an acidic substance (for example, t-Boc and the like), methyl vinylbenzoate, α-methylstyrene, and the like.
前記ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl ethers include methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether.
また、上記以外の前記その他の共重合可能なモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、スチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ヒドロキシスチレンなどが好適に挙げられる。 Examples of the other copolymerizable monomers other than those described above include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Preferable examples include 2-ethylhexyl acid, styrene, chlorostyrene, bromostyrene, and hydroxystyrene.
前記その他の共重合可能なモノマーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The said other copolymerizable monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記ビニル共重合体は、それぞれ相当するモノマーを公知の方法により常法に従って共重合させることで調製することができる。例えば、前記モノマーを適当な溶媒中に溶解し、ここにラジカル重合開始剤を添加して溶液中で重合させる方法(溶液重合法)を利用することにより調製することができる。また、水性媒体中に前記モノマーを分散させた状態でいわゆる乳化重合等で重合を利用することにより調製することができる。 The vinyl copolymer can be prepared by copolymerizing the corresponding monomers by a known method according to a conventional method. For example, it can be prepared by using a method (solution polymerization method) in which the monomer is dissolved in a suitable solvent and a radical polymerization initiator is added thereto to polymerize in a solution. Moreover, it can prepare by utilizing superposition | polymerization by what is called emulsion polymerization etc. in the state which disperse | distributed the said monomer in the aqueous medium.
前記溶液重合法で用いられる適当な溶媒としては、特に制限はなく、使用するモノマー、及び生成する共重合体の溶解性等に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メトキシプロピルアセテート、乳酸エチル、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、トルエンなどが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The suitable solvent used in the solution polymerization method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the monomer used and the solubility of the copolymer to be produced. For example, methanol, ethanol, propanol, Examples include isopropanol, 1-methoxy-2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methoxypropyl acetate, ethyl lactate, ethyl acetate, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethylformamide, chloroform, toluene and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス−(2,4’−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩などが挙げられる。 The radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN) and 2,2′-azobis- (2,4′-dimethylvaleronitrile). Examples thereof include peroxides such as azo compounds and benzoyl peroxide, and persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate.
前記ビニル共重合体におけるカルボキシル基を有する重合性化合物の含有率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜50モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、15〜35モル%が特に好ましい。
前記含有率が、5モル%未満であると、アルカリ水への現像性が不足することがあり、50モル%を超えると、硬化部(画素部、画像部)の現像液耐性が不足することがある。
There is no restriction | limiting in particular as content rate of the polymeric compound which has a carboxyl group in the said vinyl copolymer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-50 mol% is preferable, 10-40 mol % Is more preferable, and 15 to 35 mol% is particularly preferable.
If the content is less than 5 mol%, developability to alkaline water may be insufficient, and if it exceeds 50 mol%, the developer resistance of the cured portion (pixel portion, image portion) may be insufficient. There is.
前記カルボキシル基を有するバインダーの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、重量平均分子量として、2,000〜300,000が好ましく、4,000〜150、000がより好ましい。
前記重量平均分子量が、2,000未満であると、膜の強度が不足しやすく、また安定な製造が困難になることがあり、300,000を超えると、現像性が低下することがある。
There is no restriction | limiting in particular as molecular weight of the binder which has the said carboxyl group, Although it can select suitably according to the objective, For example, 2,000-300,000 are preferable as a weight average molecular weight, 4,000-150 000 is more preferable.
When the weight average molecular weight is less than 2,000, the strength of the film tends to be insufficient and stable production may be difficult, and when it exceeds 300,000, developability may be deteriorated.
前記カルボキシル基を有するバインダーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記バインダーを2種以上併用する場合としては、例えば、異なる共重合成分からなる2種以上のバインダー、異なる重量平均分子量の2種以上のバインダー、異なる分散度の2種以上のバインダー、などの組合せが挙げられる。 The binder which has the said carboxyl group may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When two or more binders are used in combination, for example, a combination of two or more binders composed of different copolymerization components, two or more binders having different weight average molecular weights, two or more binders having different degrees of dispersion, etc. Is mentioned.
前記カルボキシル基を有するバインダーは、そのカルボキシル基の一部又は全部が塩基性物質で中和されていてもよい。また、前記バインダーは、さらにポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ゼラチン等の構造の異なる樹脂を併用してもよい。 The binder having a carboxyl group may be partially or entirely neutralized with a basic substance. The binder may be used in combination with resins having different structures such as polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, and gelatin.
また、前記バインダーとしては、特許第2873889号明細書に記載のアルカリ水溶液に可溶な樹脂などを用いることができる。 Moreover, as the binder, a resin soluble in an alkaline aqueous solution described in Japanese Patent No. 2873889 can be used.
前記感光層における前記バインダーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜80質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましく、15〜50質量%が特に好ましい。
前記含有量が5質量%未満であると、アルカリ現像性が低下することがあり、80質量%を超えると、現像時間に対する安定性が低下することがある。なお、前記含有量は、前記バインダーと必要に応じて併用される高分子結合剤との合計の含有量であってもよい。
There is no restriction | limiting in particular as content of the said binder in the said photosensitive layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-80 mass% is preferable, 10-70 mass% is more preferable, 15-15 50% by mass is particularly preferred.
When the content is less than 5% by mass, the alkali developability may be lowered, and when it exceeds 80% by mass, the stability with respect to the development time may be lowered. The content may be the total content of the binder and the polymer binder used in combination as necessary.
前記バインダーの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、70〜250mgKOH/gが好ましく、90〜200mgKOH/gがより好ましく、100〜180mgKOH/gが特に好ましい。
前記酸価が、70mgKOH/g未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、パターンを高精細に得ることができないことがあり、250mgKOH/gを超えると、パターンの耐現像液性及び密着性の少なくともいずれかが悪化し、パターンを高精細に得ることができないことがある。
The acid value of the binder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 70 to 250 mgKOH / g, more preferably 90 to 200 mgKOH / g, and 100 to 180 mgKOH / g. Particularly preferred.
When the acid value is less than 70 mgKOH / g, the developability may be insufficient or the resolution may be inferior, and the pattern may not be obtained with high definition. At least one of the liquidity and the adhesiveness may deteriorate, and the pattern may not be obtained with high definition.
<<重合性化合物>>
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分子中に少なくとも1個の付加重合可能な基を有し、沸点が常圧で100℃以上である化合物が好ましく、例えば、(メタ)アクリル基を有するモノマーから選択される少なくとも1種が好適に挙げられる。
<< polymerizable compound >>
The polymerizable compound is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the polymerizable compound has at least one addition-polymerizable group in the molecule and has a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure. A compound is preferable, for example, at least 1 sort (s) selected from the monomer which has a (meth) acryl group is mentioned suitably.
前記(メタ)アクリル基を有するモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能アクリレートや単官能メタクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール等の多官能アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加反応した後で(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号等の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレートが特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as a monomer which has the said (meth) acryl group, According to the objective, it can select suitably, For example, polyethyleneglycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) ) Monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates such as acrylates; polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane diacrylate, neopentylglycol di (Meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (Meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin Poly (functional) alcohols such as tri (meth) acrylate, trimethylolpropane, glycerin, bisphenol, etc., which are subjected to addition reaction with ethylene oxide and propylene oxide, and converted to (meth) acrylate, Japanese Patent Publication No. 48-41708, Japanese Patent Publication No. 50- Urethane acrylates described in JP-A-6034, JP-A-51-37193, etc .; JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, JP-B-52-30 Polyester acrylates described in each publication of such 90 No.; and epoxy resin and (meth) polyfunctional acrylates or methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of acrylic acid. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate are particularly preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記重合性化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、10〜60質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましく、20〜40質量%が特に好ましい。該固形分含有量が10質量%未満であると、現像性の悪化、露光感度の低下などの問題を生ずることがあり、60質量%を超えると、感光層の粘着性が強くなりすぎることがあり、好ましくない。
前記重合性化合物と前記バインダーの比率は、質量比で、重合性化合物/バインダー=0.5〜1.5が好ましく、0.6〜1.2がより好ましく、0.65〜1.1が特に好ましい。この範囲を超えると、現像時に残渣が生じるなどの問題が生じることがあり、この範囲未満では、完成したカラーフィルタの耐性が低下することがある。
10-60 mass% is preferable, as for solid content in the said photosensitive composition solid content of the said polymeric compound, 15-50 mass% is more preferable, and 20-40 mass% is especially preferable. When the solid content is less than 10% by mass, problems such as deterioration in developability and reduction in exposure sensitivity may occur, and when it exceeds 60% by mass, the adhesiveness of the photosensitive layer may become too strong. Yes, not preferred.
The ratio of the polymerizable compound and the binder is a mass ratio, preferably polymerizable compound / binder = 0.5 to 1.5, more preferably 0.6 to 1.2, and 0.65 to 1.1. Particularly preferred. If this range is exceeded, problems such as residues may occur during development, and if it is less than this range, the durability of the completed color filter may be reduced.
<<光重合開始剤>>
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができるが、例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましく、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、約300〜800nm(より好ましくは330〜500nm)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する成分を少なくとも1種含有していることが好ましい。
<< photopolymerization initiator >>
The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate polymerization of the polymerizable compound, and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators. For example, it is visible from the ultraviolet region. It is preferable to have photosensitivity to the light, and it may be an activator that produces some kind of action with a photoexcited sensitizer and generates an active radical. Initiator may be used.
The photopolymerization initiator preferably contains at least one component having a molecular extinction coefficient of at least about 50 within a range of about 300 to 800 nm (more preferably 330 to 500 nm).
前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの等)、ホスフィンオキサイド、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテルなどが挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton), phosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, organic peroxides, Examples include thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, and the like.
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan、42、2924(1969)記載の化合物、英国特許第第1388492号明細書に記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許第第3337024号明細書に記載の化合物、F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載の化合物、米国特許第第4212976号明細書に記載されている化合物、などが挙げられる。 Examples of the halogenated hydrocarbon compound having a triazine skeleton include those described in Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924 (1969), a compound described in British Patent No. 1388492, a compound described in JP-A-53-133428, a compound described in German Patent No. 3333724 , F. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964), a compound described in JP-A-62-258241, a compound described in JP-A-5-281728, a compound described in JP-A-5-34920, and U.S. Pat. No. 4,221,976. Compounds described in the specification, and the like.
更に、米国特許第第2367660号明細書に記載されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第第2448828号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第第2722512号明細書に記載されているのα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第第3046127号明細書及び米国特許第第2951758号明細書に記載の多核キノン化合物、特開2002−229194号公報に記載の有機ホウ素化合物、ラジカル発生剤、トリアリールスルホニウム塩(例えば、ヘキサフルオロアンチモンやヘキサフルオロホスフェートとの塩)、ホスホニウム塩化合物(例えば、(フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム塩等)(カチオン重合開始剤として有効)、国際公開第01/71428号パンフレットに記載のオニウム塩化合物などが挙げられる。 Further, the vicinal polyketaldonyl compound described in US Pat. No. 2,367,660, the acyloin ether compound described in US Pat. No. 2,448,828, and US Pat. No. 2,722,512 Aromatic acyloin compounds substituted with α-hydrocarbons described above, polynuclear quinone compounds described in US Pat. No. 3,046,127 and US Pat. No. 2,951,758, JP-A-2002-229194 Organic boron compounds, radical generators, triarylsulfonium salts (for example, salts with hexafluoroantimony and hexafluorophosphate), phosphonium salt compounds (for example, (phenylthiophenyl) diphenylsulfonium salts, etc.) (cationic polymerization initiators) Effective), International 01 / Such as onium salt compounds described in 1428 pamphlet can be mentioned.
前記若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan、42、2924(1969)記載の化合物としては、例えば、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−クロルフェニル)−4、6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−トリル)−4、6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジクロルフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−n−ノニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−(α,α,β−トリクロルエチル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. As a compound described in Japan, 42, 2924 (1969), for example, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl)- 4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,4-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2, 4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-n-nonyl-4,6- Bis (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, and 2-(alpha, alpha, beta-trichloroethyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.
前記英国特許第第1388492号明細書に記載の化合物としては、例えば、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メチルスチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4−アミノ−6−トリクロルメチル−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開昭53−133428号公報に記載の化合物としては、例えば、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−〔4−(2−エトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−(アセナフト−5−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。
Examples of the compound described in the British Patent No. 1388492 include 2-styryl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methylstyryl) -4. , 6-Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxy) Styryl) -4-amino-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine and the like.
Examples of the compound described in JP-A-53-133428 include 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-Ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [4- (2-ethoxyethyl) -naphth-1-yl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4,7-dimethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 -Triazine, 2- (acenaphtho-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and the like.
前記独国特許第第3337024号明細書に記載の化合物としては、例えば、2−(4−スチリルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−メトキシスチリル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(1−ナフチルビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−クロロスチリルフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−チオフェン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−チオフェン−3−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−フラン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−(4−ベンゾフラン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in German Patent No. 3333724 include 2- (4-styrylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4 -(4-methoxystyryl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (1-naphthylvinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1, 3,5-triazine, 2-chlorostyrylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophen-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloro Methyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophene-3-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-furan -2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, and 2- (4-benzofuran-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1 , 3,5-triazine and the like.
前記F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物としては、例えば、2−メチル−4、6−ビス(トリブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2−アミノ−4−メチル−6−トリ(ブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−メトキシ−4−メチル−6−トリクロロメチル−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 F. above. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964) include, for example, 2-methyl-4,6-bis (tribromomethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (tribromomethyl); -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (dibromomethyl) -1,3,5-triazine, 2-amino-4-methyl-6-tri (bromomethyl) -1,3,5- Examples include triazine and 2-methoxy-4-methyl-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine.
前記特開昭62−58241号公報に記載の化合物としては、例えば、2−(4−フェニルエチニルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ナフチル−1−エチニルフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−トリルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−メトキシフェニル)エチニルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−イソプロピルフェニルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−エチルフェニルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-62-258241 include 2- (4-phenylethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4 -Naphtyl-1-ethynylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-tolylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl)- 1,3,5-triazine, 2- (4- (4-methoxyphenyl) ethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-isopropyl) Phenylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-ethylphenylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloro Chill) -1,3,5-triazine.
前記特開平5−281728号公報に記載の化合物としては、例えば、2−(4−トリフルオロメチルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジフルオロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジクロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-5-281728 include 2- (4-trifluoromethylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2 , 6-Difluorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,6-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 -Triazine, 2- (2,6-dibromophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and the like.
前記特開平5−34920号公報に記載の化合物としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N、N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3−ブロモフェニル]−1,3,5−トリアジン、米国特許第第4239850号明細書に記載されているトリハロメチル−s−トリアジン化合物、更に2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compounds described in JP-A-5-34920 include 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethylamino) -3-bromophenyl]-. 1,3,5-triazine, trihalomethyl-s-triazine compounds described in US Pat. No. 4,239,850, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4 -Chlorophenyl) -4,6-bis (tribromomethyl) -s-triazine and the like.
前記米国特許第第4212976号明細書に記載の化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物(例えば、2−トリクロロメチル−5−フェニル−1、3、4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロフェニル)−1、3、4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1、3、4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール;2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−n−ブトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリプロメメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール等)などが挙げられる。 Examples of the compound described in US Pat. No. 4,221,976 include compounds having an oxadiazole skeleton (for example, 2-trichloromethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloro Methyl-5- (4-chlorophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5 (2-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5- (2-naphthyl)- 1,3,4-oxadiazole; 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-chlorostyryl) -1 3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4 -Oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-n-butoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tripromemethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole Etc.).
本発明で好適に用いられるオキシム誘導体としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。 Examples of the oxime derivative suitably used in the present invention include 3-benzoyloxyiminobutan-2-one, 3-acetoxyiminobutan-2-one, 3-propionyloxyiminobutan-2-one, and 2-acetoxy. Iminopentan-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3- (4-toluenesulfonyloxy) iminobutane-2- ON, and 2-ethoxycarbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one.
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタン等)、N−フェニルグリシン等、ポリハロゲン化合物(例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ベンゾトリアゾール−2−イルクマリン、また、特開平5−19475号、特開平7−271028号、特開2002−363206号、特開2002−363207号、特開2002−363208号、特開2002−363209号公報等に記載のクマリン化合物など)、アミン類(例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸n−ブチル、4−ジメチルアミノ安息香酸フェネチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−フタルイミドエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−メタクリロイルオキシエチル、ペンタメチレンビス(4−ジメチルアミノベンゾエート)、3−ジメチルアミノ安息香酸のフェネチル、ペンタメチレンエステル、4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、2−クロル−4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、4−ジメチルアミノベンジルアルコール、エチル(4−ジメチルアミノベンゾイル)アセテート、4−ピペリジノアセトフェノン、4−ジメチルアミノベンゾイン、N,N−ジメチル−4−トルイジン、N,N−ジエチル−3−フェネチジン、トリベンジルアミン、ジベンジルフェニルアミン、N−メチル−N−フェニルベンジルアミン、4−ブロム−N,N−ジメチルアニリン、トリドデシルアミン、アミノフルオラン類(ODB、ODBII等)、クリスタルバイオレットラクトン、ロイコクリスタルバイオレット等)、アシルホスフィンオキサイド類(例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、LucirinTPOなど)、メタロセン類(例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフルオロホスフェート(1−)等)、特開昭53−133428号公報、特公昭57−1819号公報、同57−6096号公報、及び米国特許第第3615455号明細書に記載された化合物などが挙げられる。 Further, as photopolymerization initiators other than the above, acridine derivatives (for example, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane, etc.), N-phenylglycine, and the like, polyhalogen compounds (for example, Carbon tetrabromide, phenyltribromomethylsulfone, phenyltrichloromethylketone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) ) Coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (5 , 7-di-n-propoxycoumarin), 3,3′-carbonylbi (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, 7-benzotriazol-2-ylcoumarin, JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-363206 , Coumarin compounds described in JP-A No. 2002-363207, JP-A No. 2002-363208, JP-A No. 2002-363209, etc.), amines (for example, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoate) Acid n-butyl, 4-dimethylaminobenzoic acid phenetic acid 4-dimethylimidobenzoic acid 2-phthalimidoethyl, 4-dimethylaminobenzoic acid 2-methacryloyloxyethyl, pentamethylenebis (4-dimethylaminobenzoate), phenethyl of 3-dimethylaminobenzoic acid, pentamethylene ester, 4- Dimethylaminobenzaldehyde, 2-chloro-4-dimethylaminobenzaldehyde, 4-dimethylaminobenzyl alcohol, ethyl (4-dimethylaminobenzoyl) acetate, 4-piperidinoacetophenone, 4-dimethylaminobenzoin, N, N-dimethyl- 4-toluidine, N, N-diethyl-3-phenetidine, tribenzylamine, dibenzylphenylamine, N-methyl-N-phenylbenzylamine, 4-bromo-N, N-dimethylaniline, tridodecyl Amines, aminofluoranes (ODB, ODBII, etc.), crystal violet lactone, leuco crystal violet, etc.), acylphosphine oxides (for example, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2, 6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphenylphosphine oxide, Lucirin TPO, etc.), metallocenes (for example, bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6- Difluoro 3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, η5-cyclopentadienyl-η6-cumenyl-iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-), etc.), JP-A-53-133428 Gazette, Japanese Patent Publication No.57-1819 No. 57-6096, and US Pat. No. 3,615,455, and the like.
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾルフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン類(例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4、4’−ビスジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、2−クロル−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、2−ベンジル−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類(例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール)、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。 Examples of the ketone compound include benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone, 2-carboxybenzophenone, 2-ethoxycarbonylbenzolphenone, benzophenonetetracarboxylic acid or tetramethyl ester thereof, 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone (for example, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′- Bisdicyclohexylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (dihydroxyethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylamino Nzophenone, 4,4'-dimethoxybenzophenone, 4-dimethylaminobenzophenone, 4-dimethylaminoacetophenone, benzyl, anthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, xanthone, thioxanthone, 2-chloro -Thioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, fluorenone, 2-benzyl-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -1-propanone, 2-hydroxy-2-methyl- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanol oligomer, benzoin, benzoin ethers (for example, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, In propyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin phenyl ether, benzyl dimethyl ketal), acridone, chloro acridone, N- methyl acridone, N- butyl acridone, N- butyl - such as chloro acrylic pyrrolidone.
前記ヘキサアリールビイミダゾール化合物としては、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビスイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’─テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−シアノフェニル)−4,4’,5.5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−シアノフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−メトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−エチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−メトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−エチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−エチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−フェニルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−メトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−フェニルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−フェニルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−フェノキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’─テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−シアノフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジシアノフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリシアノフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−エチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジエチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリエチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2−フェニルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジフェニルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリフェニルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾールなどが挙げられる。 Examples of the hexaarylbiimidazole compound include 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-bisimidazole, 2,2′-bis (2 -Chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetrakis (4 -Phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2'-bis ( 2,4-dichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2,4,6- Lichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5 '-Tetrakis (4-phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2'-bis (2-cyanophenyl) -4,4', 5.5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2 '-Bis (2-cyanophenyl) -4,4', 5,5'-tetrakis (4-phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2'-bis (2-methylphenyl) -4,4 ', 5 , 5′-tetrakis (4-methoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2-methylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-e Xoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2-methylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2- Ethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-methoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2-ethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis ( 4-ethoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2-ethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis ( 2-phenylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-methoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2-phenylphenyl) Enyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (2-phenylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4 -Phenoxycarbonylphenyl) biimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4 , 4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2 ′ -Bis (2-bromophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2,4-dibromophenyl) -4,4', 5,5'-tetra Phenylbiimi Sol, 2,2′-bis (2,4,6-tribromophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2-cyanophenyl) -4, 4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4-dicyanophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis ( 2,4,6-tricyanophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2-methylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetra Phenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4-dimethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4,6-trimethylphenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole 2,2′-bis (2-ethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4-diethylphenyl) -4,4 ′ , 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4,6-triethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis ( 2-phenylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (2,4-diphenylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole 2,2′-bis (2,4,6-triphenylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole and the like.
前記光重合開始剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全固形成分に対し、0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1〜20質量%が特に好ましい。
前記光重合開始剤の含有量は、前記重合性化合物との質量比で表すと、光重合開始剤/重合性化合物=0.01〜0.2が好ましく、0.02〜0.1がより好ましく、0.03〜0.08が特に好ましい。この範囲を超えると、現像残渣が生じたり、析出故障が生じるという問題があり、この範囲未満であると、十分な感度が得られないことがある。
As content of the said photoinitiator, 0.1-50 mass% is preferable with respect to the total solid component in the said photosensitive composition, 0.5-30 mass% is more preferable, 1-20 mass% Is particularly preferred.
When the content of the photopolymerization initiator is expressed by a mass ratio with the polymerizable compound, the photopolymerization initiator / polymerizable compound is preferably 0.01 to 0.2, more preferably 0.02 to 0.1. Preferably, 0.03 to 0.08 is particularly preferable. If it exceeds this range, there is a problem that a development residue or a precipitation failure occurs. If it is less than this range, sufficient sensitivity may not be obtained.
また、後述する前記感光層への露光における露光感度や感光波長を調製する目的で、前記光重合開始剤に加えて、増感剤を添加することが可能である。
前記増感剤は、後述する光照射手段としての可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質(例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等)と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
In addition to the photopolymerization initiator, a sensitizer can be added for the purpose of adjusting exposure sensitivity and photosensitive wavelength in exposure to the photosensitive layer described later.
The sensitizer can be appropriately selected by visible light, ultraviolet light, visible light laser, or the like as a light irradiation means described later.
The sensitizer is excited by active energy rays and interacts with other substances (for example, radical generator, acid generator, etc.) (for example, energy transfer, electron transfer, etc.), thereby generating radicals, acids, etc. It is possible to generate a useful group of
前記増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、10−N−ブチル−2−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5、7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3、3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5、7−ジプロポキシクマリン等が挙げられ、他に特開平5−19475号、特開平7−271028号、特開2002−363206号、特開2002−363207号、特開2002−363208号、特開2002−363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。 The sensitizer is not particularly limited and may be appropriately selected from known sensitizers according to the purpose. For example, known polynuclear aromatics (for example, pyrene, perylene, triphenylene), Xanthenes (for example, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), cyanines (for example, indocarbocyanine, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines (for example, merocyanine, carbomerocyanine), thiazines ( For example, thionine, methylene blue, toluidine blue), acridines (for example, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (for example, anthraquinone), squariums (for example, squalium), acridones (for example, acridone) Chloroacridone, N-methylacridone, N-butylacridone, 10-N-butyl-2-chloroacridone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7- Diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (5,7-di-n-propoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2 -Furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7 Examples thereof include diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5, 7-dipropoxycoumarin, and others, as well as JP-A-5-19475 and JP-A-7-271028. And JP-A 2002-363206, JP-A 2002-363207, JP-A 2002-363208, JP-A 2002-363209, and the like.
前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開2001−305734号公報に記載の電子移動型開始系[(1)電子供与型開始剤及び増感色素、(2)電子受容型開始剤及び増感色素、(3)電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤(三元開始系)]などの組合せが挙げられる。 Examples of the combination of the photopolymerization initiator and the sensitizer include, for example, an electron transfer start system described in JP-A-2001-305734 [(1) an electron donating initiator and a sensitizing dye, (2) A combination of an electron-accepting initiator and a sensitizing dye, (3) an electron-donating initiator, a sensitizing dye and an electron-accepting initiator (ternary initiation system)], and the like.
前記増感剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対し、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.2〜10質量%が特に好ましい。該含有量が、0.05質量%未満であると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、30質量%を超えると、保存時に前記感光層から前記増感剤が析出することがある。 As content of the said sensitizer, 0.05-30 mass% is preferable with respect to all the components in the said photosensitive composition, 0.1-20 mass% is more preferable, 0.2-10 mass% Is particularly preferred. When the content is less than 0.05% by mass, the sensitivity to active energy rays is reduced, the exposure process takes time, and productivity may be reduced. The sensitizer may be precipitated from the photosensitive layer.
前記光重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤の特に好ましい例としては、後述する露光において、波長が405nmのレーザ光に対応可能である、前記ホスフィンオキサイド類、前記α−アミノアルキルケトン類、前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物と増感剤としてのアミン化合物とを組合せた複合光開始剤、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、あるいは、チタノセンなどが挙げられる。
The said photoinitiator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Particularly preferred examples of the photopolymerization initiator include halogenated carbonization having the phosphine oxides, the α-aminoalkyl ketones, and the triazine skeleton, which can handle laser light having a wavelength of 405 nm in the later-described exposure. Examples include a composite photoinitiator in which a hydrogen compound and an amine compound as a sensitizer are combined, a hexaarylbiimidazole compound, or titanocene.
<<着色剤>>
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料、染料などが挙げられる。
これら着色剤と別に又は併用して、着色剤として金属イオンを配位した樹状分岐分子、並びに金属粒子及び合金粒子の少なくともいずれかの金属系粒子を含有する樹状分岐分子から選ばれるいずれかの樹状分岐分子を含有することも可能である。
<< Colorant >>
There is no restriction | limiting in particular as said coloring agent, According to the objective, it can select suitably, For example, an organic pigment, an inorganic pigment, dye, etc. are mentioned.
Any one selected from dendritic branched molecules in which metal ions are coordinated as a coloring agent and dendritic branched molecules containing at least one metal particle of metal particles and alloy particles, separately or in combination with these colorants It is also possible to contain the following dendritic molecules.
前記着色剤としては、黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料などが挙げられるが、カラーフィルタを形成する場合には、前記感光性組成物として、3原色(B、G、R)及び黒色(K)にそれぞれ着色された複数の着色組成物を用いることから、青色顔料、緑色顔料、赤色顔料、及び黒色顔料等の顔料が好適に用いられる。 Examples of the colorant include a yellow pigment, an orange pigment, a red pigment, a violet pigment, a blue pigment, a green pigment, a brown pigment, and a black pigment. In the case of forming a color filter, the photosensitive composition is Since a plurality of colored compositions colored in three primary colors (B, G, R) and black (K) are used, a pigment such as a blue pigment, a green pigment, a red pigment, and a black pigment is preferably used. .
前記顔料としては、例えば、特開2005−17716号公報の段落番号0038から0040に記載の色材、特開2005−361447号公報の段落番号0068から0072に記載の顔料、及び特開2005−17521号公報の段落番号0080から0088に記載の着色剤などが好適に挙げられる。 Examples of the pigment include a coloring material described in paragraph Nos. 0038 to 0040 of JP-A No. 2005-17716, a pigment described in paragraph Nos. 0068 to 0072 of JP-A No. 2005-361447, and JP-A No. 2005-17521. Preferable examples include coloring agents described in paragraph numbers 0080 to 0088 of the publication.
なお、前記着色剤は1種を単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。 In addition, the said coloring agent may be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type.
本発明のカラーフィルタにおいて、携帯端末や携帯ゲーム機等の機器で透過モード、及び反射モードのいずれにおいても良好な表示特性(より色が濃い)を効果的に実現するための前記着色剤の組合せとしては、(i)Rの感光性組成物においては顔料C.I.ピグメントレッド254を用い、(ii)Gの感光性組成物においては顔料C.I.ピグメントグリーン36及び顔料C.I.ピグメントイエロー139を併用して用い、(iii)Bの感光性組成物においては顔料C.I.ピグメントブルー15:6を用いることが好ましい。 In the color filter of the present invention, the combination of the colorants for effectively realizing good display characteristics (darker color) in both the transmission mode and the reflection mode in a device such as a portable terminal or a portable game machine. (I) In the photosensitive composition of R, the pigment C.I. I. Pigment Red 254, and (ii) the pigment C.I. I. Pigment green 36 and pigment C.I. I. Pigment Yellow 139 is used in combination, and in the photosensitive composition of (iii) B, pigment C.I. I. Pigment Blue 15: 6 is preferably used.
ここで、前記(i)におけるC.I.ピグメントレッド254の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.274〜0.335g/m2であることが好ましく、0.280〜0.329g/m2であることがより好ましく、0.290〜0.320g/m2であることが特に好ましい。
前記(ii)におけるC.I.ピグメントグリーン36の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.355〜0.437g/m2であることが好ましく、0.364〜0.428g/m2であることがより好ましく、0.376〜0.412g/m2であることが特に好ましい。
前記(ii)におけるC.I.ピグメントイエロー139の含有量は、0.052〜0.078g/m2であることが好ましく、0.060〜0.070g/m2であることがより好ましく、0.062〜0.068g/m2であることが特に好ましい。なお、(ii)において、C.I.ピグメントグリーン36/C.I.ピグメントイエロー139比率は、5.4〜6.7であることが好ましく、5.6〜6.6がより好ましく、5.8〜6.4が特に好ましい。
前記(iii)におけるC.I.ピグメントブルー15:6の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.28〜0.38g/m2あることが好ましく、0.29〜0.36g/m2であることがより好ましく、0.30〜0.34g/m2であることが特に好ましい。
Here, the C.I. I. The content of Pigment Red 254 is preferably 0.274 to 0.335 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and is preferably 0.280 to 0.329 g / m 2. m 2 is more preferable, and 0.290 to 0.320 g / m 2 is particularly preferable.
C. in said (ii). I. The content of Pigment Green 36 is preferably 0.355 to 0.437 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and 0.364 to 0.428 g / m 2. m 2 is more preferable, and 0.376 to 0.412 g / m 2 is particularly preferable.
C. in said (ii). I. The content of CI Pigment Yellow 139 is preferably 0.052~0.078g / m 2, more preferably from 0.060~0.070g / m 2, 0.062~0.068g / m 2 is particularly preferred. In (ii), C.I. I. Pigment green 36 / C.I. I. The pigment yellow 139 ratio is preferably 5.4 to 6.7, more preferably 5.6 to 6.6, and particularly preferably 5.8 to 6.4.
C. in (iii) above. I. The content of Pigment Blue 15: 6 is preferably 0.28 to 0.38 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and preferably 0.29 to 0.36 g. / more preferably m is 2, and particularly preferably 0.30~0.34G / m 2.
また、本発明のカラーフィルタにおいて、ノートパソコン用ディスプレイやテレビモニター等の大画面の液晶表示装置等に用いた場合に高い表示特性(色再現域が広く、色温度が高い)を実現するための前記着色剤の組合せとしては、(I)赤色(R)の感光性組成物においては顔料C.I.ピグメントレッド254及びC.I.ピグメントレッド177の少なくともいずれかを用い、(II)緑色(G)の感光性組成物においては顔料C.I.ピグメントグリーン36及び顔料C.I.ピグメントイエロー150を併用し、(III)青色(B)の感光性組成物においては顔料C.I.ピグメントブルー15:6及びC.I.ピグメントバイオレット23を併用することが好ましい。 In addition, the color filter of the present invention realizes high display characteristics (wide color reproduction range and high color temperature) when used in a large-screen liquid crystal display device such as a notebook personal computer display or a television monitor. Examples of the combination of the colorants include (I) the pigment C.I. in the red (R) photosensitive composition. I. Pigment red 254 and C.I. I. Pigment Red 177 is used, and in the photosensitive composition of (II) green (G), pigment C.I. I. Pigment green 36 and pigment C.I. I. Pigment Yellow 150 is used in combination, and in the photosensitive composition of (III) blue (B), pigment C.I. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I. Pigment violet 23 is preferably used in combination.
ここで、前記(I)におけるC.I.ピグメントレッド254の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.6〜1.1g/m2であることが好ましく、0.80〜0.96g/m2であることがより好ましく、0.82〜0.94g/m2であることが特に好ましい。
前記(I)におけるC.I.ピグメントレッド177の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.10〜0.30g/m2であることが好ましく、0.20〜0.24g/m2であることがより好ましく、0.21〜0.23g/m2であることが特に好ましい。
前記(II)におけるC.I.ピグメントグリーン36の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.80〜1.45g/m2であることが好ましく、0.90〜1.34g/m2であることがより好ましく、0.95〜1.29g/m2であることが特に好ましい。
前記(II)におけるC.I.ピグメントイエロー150の含有量は、0.30〜0.65g/m2であることが好ましく、0.38〜0.58g/m2であることがより好ましい。なお、(II)において、C.I.ピグメントグリーン36/C.I.ピグメントイエロー150比率は、0.40〜0.50であることが好ましい。
前記(III)におけるC.I.ピグメントブルー15:6の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.50〜0.75g/m2であることが好ましく、0.59〜0.67g/m2であることがより好ましく、0.60〜0.66g/m2であることが特に好ましい。
前記(III)におけるC.I.ピグメントバイオレット23の含有量は、感光性組成物を1〜3μmの乾燥膜厚で塗布した場合において、0.03〜0.10g/m2あることが好ましく、0.06〜0.08g/m2であることがより好ましく、0.066〜0.074g/m2であることが特に好ましい。なお、(III)において、C.I.ピグメントブルー15:6/C.I.ピグメントバイオレット23比率は、12〜50であることが好ましい。
Here, the C.I. I. The content of Pigment Red 254 is preferably 0.6 to 1.1 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and 0.80 to 0.96 g / m 2. m 2 is more preferable, and 0.82 to 0.94 g / m 2 is particularly preferable.
C. in (I) above. I. The content of Pigment Red 177 is preferably 0.10 to 0.30 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and is preferably 0.20 to 0.24 g / m 2. m 2 is more preferable, and 0.21 to 0.23 g / m 2 is particularly preferable.
C. in said (II). I. The content of Pigment Green 36 is preferably 0.80 to 1.45 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and preferably 0.90 to 1.34 g / m 2. m 2 is more preferable, and 0.95 to 1.29 g / m 2 is particularly preferable.
C. in said (II). I. The content of pigment yellow 150 is preferably 0.30~0.65g / m 2, and more preferably 0.38~0.58g / m 2. In (II), C.I. I. Pigment green 36 / C.I. I. The pigment yellow 150 ratio is preferably 0.40 to 0.50.
C. in said (III). I. The content of Pigment Blue 15: 6 is preferably 0.50 to 0.75 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and is preferably 0.59 to 0.8. It is more preferably 67 g / m 2 , and particularly preferably 0.60 to 0.66 g / m 2 .
C. in said (III). I. The content of Pigment Violet 23 is preferably 0.03 to 0.10 g / m 2 when the photosensitive composition is applied with a dry film thickness of 1 to 3 μm, and preferably 0.06 to 0.08 g / m. 2 is more preferable, and 0.066 to 0.074 g / m 2 is particularly preferable. In (III), C.I. I. Pigment Blue 15: 6 / C.I. I. It is preferable that the pigment violet 23 ratio is 12-50.
上記のような着色剤を用いる場合、顔料又は染料の粒径は、平均粒径1nm〜104nmであることが好ましく、10〜80nmであることがより好ましく、20nm〜70nmであることが特に好ましく、30nm〜60nmであることが最も好ましい。感光層は薄膜な層であるため、顔料等の粒径が上記の範囲にない場合には、樹脂層中に均一に分散することができず、高品質なカラーフィルタを製造することが困難となるため好ましくない。 When the colorant as described above is used, the particle size of the pigment or dye is preferably 1 nm to 10 4 nm, more preferably 10 to 80 nm, and particularly preferably 20 to 70 nm. Preferably, it is 30 nm-60 nm. Since the photosensitive layer is a thin layer, when the particle size of the pigment or the like is not in the above range, it cannot be uniformly dispersed in the resin layer, and it is difficult to produce a high-quality color filter. Therefore, it is not preferable.
<<その他の成分>>
前記感光性組成物には、その他の成分として、例えば、可塑剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤等の成分を含有してもよい。
<< Other ingredients >>
In the said photosensitive composition, you may contain components, such as a plasticizer, surfactant, a ultraviolet absorber, a thermal polymerization inhibitor, as another component, for example.
前記可塑剤は、前記感光層の膜物性(可撓性)をコントロールするために添加してもよい。
前記可塑剤としては、例えば、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジフェニルフタレート、ジアリルフタレート、オクチルカプリールフタレート等のフタル酸エステル類;トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、ジメチルグリコースフタレート、エチルフタリールエチルグリコレート、メチルフタリールエチルグリコレート、ブチルフタリールブチルグリコレート、トリエチレングリコールジカブリル酸エステル等のグリコールエステル類;トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類;4−トルエンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルアセトアミド等のアミド類;ジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジメチルセバケート、ジブチルセパケート、ジオクチルセパケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルマレート等の脂肪族二塩基酸エステル類;クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、グリセリントリアセチルエステル、ラウリン酸ブチル、4,5−ジエポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジオクチル等、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類が挙げられる。
The plasticizer may be added to control film physical properties (flexibility) of the photosensitive layer.
Examples of the plasticizer include dimethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, diheptyl phthalate, dioctyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, ditridecyl phthalate, butyl benzyl phthalate, diisodecyl phthalate, diphenyl phthalate, diallyl phthalate, octyl capryl phthalate, and the like. Phthalic acid esters: Triethylene glycol diacetate, tetraethylene glycol diacetate, dimethylglycol phthalate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate, triethylene glycol dicabrylate, etc. Glycol esters of tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, etc. Acid esters; Amides such as 4-toluenesulfonamide, benzenesulfonamide, Nn-butylbenzenesulfonamide, Nn-butylacetamide; diisobutyl adipate, dioctyl adipate, dimethyl sebacate, dibutyl sepacate, dioctyl Aliphatic dibasic acid esters such as sepacate, dioctyl azelate, dibutyl malate; triethyl citrate, tributyl citrate, glycerin triacetyl ester, butyl laurate, 4,5-diepoxycyclohexane-1,2-dicarboxylic acid Examples include glycols such as dioctyl acid, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
前記可塑剤の含有量としては、前記感光層の全成分に対して0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜40質量%がより好ましく、1〜30質量%が特に好ましい。 As content of the said plasticizer, 0.1-50 mass% is preferable with respect to all the components of the said photosensitive layer, 0.5-40 mass% is more preferable, 1-30 mass% is especially preferable.
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤などから適宜選択できる。
更に、前記界面活性剤としては、次式(1)
C8F17SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2OnR2)・・・(1)
で表されるフッ素系界面活性剤が好適に挙げられる。
但し、前記式中、R1及びR2は、各々水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは2〜30の整数を表す。
前記R1としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好適に挙げられ、前記R2としては、水素原子が好適に挙げられる。
前記nとしては、10〜25が好ましく、10〜20がより好ましい。
前記式で表される界面活性剤の具体例としては、メガファックF−141(n=5)、F−142(n=10)、F=143(n=15)、F−144(n=20)(いずれも商品名:大日本インキ化学工業(株)製)が挙げられる。
The surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the surfactant is appropriately selected from an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, and the like. You can choose.
Further, as the surfactant, the following formula (1)
C 8 F 17 SO 2 N ( R 1) CH 2 CH 2 O (CH 2 CH 2 O n R 2) ··· (1)
Fluorosurfactants represented by the formula are preferred.
However, in the formula, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n is an integer of 2 to 30.
Examples of R 1 include a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group, and examples of R 2 include a hydrogen atom.
As said n, 10-25 are preferable and 10-20 are more preferable.
As specific examples of the surfactant represented by the above formula, Megafac F-141 (n = 5), F-142 (n = 10), F = 143 (n = 15), F-144 (n = 20) (Brand name: Dainippon Ink & Chemicals, Inc.).
更に、前記界面活性剤としては、次式(2)〜(5)で表される界面活性剤が好適に挙げられる。
Rf1−X−(CH2CH2O)nR1・・・(2)
Rf1−X−(CH2CH2O)nR2・・・(3)
Rf1−X−(CH2CH2O)n(CH2CH2CH2O)mR1・・・(4)
Rf1−X−(CH2CH2O)n(CH2CH2CH2O)mRf2・・・(5)
Furthermore, as the surfactant, surfactants represented by the following formulas (2) to (5) are preferably exemplified.
Rf1-X- (CH 2 CH 2 O) n R 1 ··· (2)
Rf1-X- (CH 2 CH 2 O) n R 2 (3)
Rf1-X- (CH 2 CH 2 O) n (CH 2 CH 2 CH 2 O) m R 1 ··· (4)
Rf1-X- (CH 2 CH 2 O) n (CH 2 CH 2 CH 2 O) m Rf2 ··· (5)
前記式(2)〜(5)において、R1及びR2は、炭素素1〜18、好ましくは、炭素数1〜10、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基を表す。
前記アルキル基としては、飽和アルキル基、不飽和アルキル基が挙げられる。
前記アルキル基の構造としては、直鎖構造、分岐構造を有するものが挙げられ、これらの中でも分岐構造を有するものが好適に挙げられる。
前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オタタデシル基、エイコサニル基、ドコサニル基、2−クロロエチル基、2−プロモエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシカルボニルエチル基、2−メトキシエチル基、3−プロモプロピル基等が挙げられる。また、これらのアルキル基は、ハロゲン原子、アシル基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキル若しくはハロアルキルで置換されていてもよいアリール基、アミド基等で置換されていてもよい。
前記式(2)〜(5)において、Rf1及びRf2は、それぞれ独立して、炭素数1〜18、好ましく2〜12、より好ましくは4〜10のパーフルオロ基を表す。
前記パーフルオロ基としては、飽和パーフルオロ基、不飽和パーフルオロ基が挙げられる。
前記パーフルオロ基の構造としては、直鎖構造、分岐構造を有するものが挙げられ、これらの中でも分岐構造を有するものが好適に挙げられ、前記Rf1及びRf2の少なくともいずれかが、分岐構造を有するものがより好適に挙げられる。
前記パーフルオロ基としては、例えば、パーフルオロノネニル、パーフルオロメチル、パーフルオロプロピレン、パーフルオロノニネル、パーフルオロ安息香酸、パーフルオロプロピレン、パーフルオロプロピル、パーフルオロ(9−メチルオクチル)、パーフルオロメチルオクチル、パーフルオロブチル、パーフルオロ3−メチルブチル、パーフルオロヘキシル、パーフルオロクチル、パーフルオロ7−オクチルエチル、フルオロヘプチル、パーフルオロデシル、パーフルオロブチルなどが挙げられる。また、これらのパーフルオロ基は、ハロゲン原子、アシル基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキル若しくはハロアルキルで置換されていてもよく、アリール基、アミド基等で置換されていてもよい。
前記Rf1及びRf2は互い同じであってもよく、異なっていてもよい。
前記式(2)〜(5)において、nは、1〜40の整数、好ましくは4〜25の整数を表す。
前記式(2)〜(5)において、mは、0〜40の整数、好ましくは0〜25の整数を表す。
前記式(2)〜(5)において、−X−は、−(CH2)l−(lは1〜10、好ましくは、1〜5の整数を表す)、−CO−O−、−O−、−NHCO−、−NHCOO−のいずれかを表す。
前記式(2)〜(5)で表される界面活性剤は、1種単独又は2種以上の組合せで用いることができる。
In the formula (2) ~ (5), R 1 and R 2 are Tansomoto 18, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the alkyl group include a saturated alkyl group and an unsaturated alkyl group.
Examples of the structure of the alkyl group include those having a linear structure and a branched structure, and among these, those having a branched structure are preferably exemplified.
Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, heptyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, otatadecyl group , Eicosanyl group, docosanyl group, 2-chloroethyl group, 2-promoethyl group, 2-cyanoethyl group, 2-methoxycarbonylethyl group, 2-methoxyethyl group, 3-promopropyl group and the like. These alkyl groups may be substituted with a halogen atom, an acyl group, an amino group, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group which may be substituted with alkyl or haloalkyl, an amide group, or the like.
In the formulas (2) to (5), Rf1 and Rf2 each independently represent a perfluoro group having 1 to 18, preferably 2 to 12, more preferably 4 to 10 carbon atoms.
Examples of the perfluoro group include a saturated perfluoro group and an unsaturated perfluoro group.
Examples of the structure of the perfluoro group include those having a linear structure and a branched structure. Among these, those having a branched structure are preferably exemplified, and at least one of Rf1 and Rf2 has a branched structure. A thing is mentioned more suitably.
Examples of the perfluoro group include perfluorononenyl, perfluoromethyl, perfluoropropylene, perfluorononinel, perfluorobenzoic acid, perfluoropropylene, perfluoropropyl, perfluoro (9-methyloctyl), perfluoro Fluoromethyloctyl, perfluorobutyl, perfluoro-3-methylbutyl, perfluorohexyl, perfluorooctyl, perfluoro 7-octylethyl, fluoroheptyl, perfluorodecyl, perfluorobutyl and the like can be mentioned. These perfluoro groups may be substituted with a halogen atom, acyl group, amino group, cyano group, alkyl group, alkoxy group, alkyl or haloalkyl, or may be substituted with an aryl group, an amide group, or the like. Good.
Rf1 and Rf2 may be the same as or different from each other.
In said Formula (2)-(5), n represents the integer of 1-40, Preferably the integer of 4-25 is represented.
In said Formula (2)-(5), m represents the integer of 0-40, Preferably the integer of 0-25 is represented.
In the formula (2) ~ (5), -X- is, - (CH 2) l - (l 1 to 10, preferably represents an integer of 1 to 5), - CO-O -, - O -, -NHCO-, or -NHCOO- is represented.
The surfactants represented by the formulas (2) to (5) can be used alone or in combination of two or more.
前記界面活性剤の含有量としては、感光性組成物の固形分に対し、0.001〜10質量%が好ましい。
前記含有量が、0.001質量%未満になると、面状改良の効果が得られなくことがあり、10質量%を超えると、密着性が低下することがある。
As content of the said surfactant, 0.001-10 mass% is preferable with respect to solid content of the photosensitive composition.
When the content is less than 0.001% by mass, the effect of improving the surface shape may not be obtained, and when it exceeds 10% by mass, the adhesion may be deteriorated.
前記感光性組成物が前記界面活性剤を含有することにより、塗布液としての流動性が良好となり、塗布工程で使用されるスピンコーターやスリットコーターのノズルや配管、容器中での液の付着性が改善され、前記ノズル内に汚れとして残る残渣を効果的に減少させることができるので、塗布液の切り替え時に洗浄に要する洗浄液の量や作業時間を軽減でき、カラーフィルタの生産性を向上させることができる。また、前記カラーレジスト層を形成する際に発生する面状ムラ等を改善することができる。 When the photosensitive composition contains the surfactant, the fluidity as a coating liquid is improved, and the adhesion of the liquid in the nozzles and pipes and containers of spin coaters and slit coaters used in the coating process. Since the residue remaining as dirt in the nozzle can be effectively reduced, the amount of cleaning liquid and the work time required for cleaning when changing the coating liquid can be reduced, and the productivity of the color filter can be improved. Can do. In addition, it is possible to improve surface unevenness that occurs when the color resist layer is formed.
前記熱重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、4−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキル又はアリール置換ハイドロキノン、t−ブチルカテコール、ピロガロール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−メトキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチアジン、クロラニル、ナフチルアミン、β−ナフトール、2,6−ジ−t−ブチル−4−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ピリジン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、4−トルイジン、メチレンブルー、銅と有機キレート剤反応物、サリチル酸メチル、及びフェノチアジン、ニトロソ化合物、ニトロソ化合物とAlとのキレート等が挙げられる。
前記熱重合禁止剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、0.0001〜10質量%が好ましく、0.0005〜5質量%がより好ましく、0.001〜1質量%が特に好ましい。
The thermal polymerization inhibitor is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 4-methoxyphenol, hydroquinone, alkyl or aryl-substituted hydroquinone, t-butylcatechol, pyrogallol, 2-hydroxybenzophenone 4-methoxy-2-hydroxybenzophenone, cuprous chloride, phenothiazine, chloranil, naphthylamine, β-naphthol, 2,6-di-t-butyl-4-cresol, 2,2′-methylenebis (4-methyl- 6-t-butylphenol), pyridine, nitrobenzene, dinitrobenzene, picric acid, 4-toluidine, methylene blue, copper and organic chelating agent reactant, methyl salicylate, phenothiazine, nitroso compound, chelate of nitroso compound and Al, etc. It is done.
As content of the said thermal-polymerization inhibitor, 0.0001-10 mass% is preferable with respect to all the components of a photosensitive composition, 0.0005-5 mass% is more preferable, 0.001-1 mass% is Particularly preferred.
前記紫外線吸収剤としては、特開平5−72724号公報記載の化合物のほか、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
具体的には、フェニルサリシレート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−4’−ヒドロキシベンゾエート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、エチル−2−シアノ−3,3−ジ−フェニルアクリレート、2,2’−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、ニッケルジブチルジチオカーバメート、ビス(2,2,6,6−テトラメトル−4−ピリジン)−セバケート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、サルチル酸フェニル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン縮合物、コハク酸−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリデニル)−エステル、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、7−{[4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−5−トリアジン−2−イル]アミノ}−3−フェニルクマリン等が挙げられる。
なお、感光性組成物の全固形分に対する紫外線吸収剤の含有量は、0.5〜15質量%が好ましく、1〜12質量%がより好ましく、1.2〜10質量%が特に好ましい。
Examples of the ultraviolet absorber include salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, nickel chelate-based, hindered amine-based compounds and the like in addition to the compounds described in JP-A-5-72724.
Specifically, phenyl salicylate, 4-t-butylphenyl salicylate, 2,4-di-t-butylphenyl-3 ′, 5′-di-t-4′-hydroxybenzoate, 4-t-butylphenyl salicylate 2,4-di-hydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, ethyl-2-cyano-3,3-di-phenyl acrylate, 2,2'-hydroxy-4- Methoxybenzophenone, nickel dibutyldithiocarbamate, bis (2,2,6,6-tetramethol-4-pyridine) -seba 4-t-butylphenyl salicylate, phenyl salicylate, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine condensate, succinic acid-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4 -Piperenyl) -ester, 2- [2-hydroxy-3,5-bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 7-{[4-chloro-6- (diethylamino) -5 Triazin-2-yl] amino} -3-phenylcoumarin and the like.
In addition, 0.5-15 mass% is preferable, as for content of the ultraviolet absorber with respect to the total solid of a photosensitive composition, 1-12 mass% is more preferable, and 1.2-10 mass% is especially preferable.
前記感光層を形成する感光性組成物は、溶剤を用いて調製することができる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、n−ヘキサノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸−n−アミル、硫酸メチル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、及びメトキシプロピルアセテートなどのエステル類;トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロホルム、1,1,1−トリクロロエタン、塩化メチレン、モノクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノールなどのエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホランなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどが好適に挙げられる。これらの溶剤は、単独又2種以上の組合せで用いることができる。
The photosensitive composition for forming the photosensitive layer can be prepared using a solvent.
There is no restriction | limiting in particular as said solvent, According to the objective, it can select suitably, For example, alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, n-hexanol; acetone , Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diisobutyl ketone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, n-amyl acetate, methyl sulfate, ethyl propionate, dimethyl phthalate, ethyl benzoate, and methoxypropyl acetate Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, benzene, and ethylbenzene; halogenated carbonization such as carbon tetrachloride, trichloroethylene, chloroform, 1,1,1-trichloroethane, methylene chloride, and monochlorobenzene Motorui; tetrahydrofuran, diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethers such as 1-methoxy-2-propanol; dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and sulfolane. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexane, ethyl carbitol acetate, butyl Preferred examples include carbitol acetate and propylene glycol methyl ether acetate. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
前記感光性組成物の調製時における前記溶剤の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光性組成物の全固形分濃度が5〜80質量%となるように添加されることが好ましく、10〜60質量%となるように添加されることがより好ましく、15〜50質量%となるように添加されることが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the addition amount of the said solvent at the time of preparation of the said photosensitive composition, Although it can select suitably according to the objective, The total solid content concentration of the said photosensitive composition is 5-80 mass%. It is preferable to add so that it may become, It is more preferable to add so that it may become 10-60 mass%, It is especially preferable to add so that it may become 15-50 mass%.
前記感光層の層厚は、0.3〜10μmが好ましく、0.75〜6μmがより好まく、1.0〜3μmが特に好ましい。
前記層厚が0.3μm未満であると、感光層用塗布液の塗布時にピンホールが発生しやすく、製造適性が低下することがあり、10μmを超えると、現像時に未露光部を除去するのに長時間を要することがある。
The thickness of the photosensitive layer is preferably 0.3 to 10 μm, more preferably 0.75 to 6 μm, and particularly preferably 1.0 to 3 μm.
If the layer thickness is less than 0.3 μm, pinholes are likely to occur when the coating solution for the photosensitive layer is applied, and the production suitability may be reduced. May take a long time.
<基材>
前記感光層形成工程で用いられる前記基材としては、特に制限はなく、公知の材料の中から表面平滑性の高いものから凸凹のある表面を有するものまで、目的に応じて適宜選択することができるが、板状の基材(基板)が好ましく、具体的には、ガラス板(例えば、ソーダガラス板、酸化ケイ素をスパッタしたガラス板、無アルカリガラス板、石英ガラス板等)、合成樹脂性のフィルム、紙、及び金属板などが挙げられる。
<Base material>
The base material used in the photosensitive layer forming step is not particularly limited, and may be appropriately selected from known materials having high surface smoothness to those having an uneven surface according to the purpose. However, a plate-like substrate (substrate) is preferable. Specifically, a glass plate (for example, soda glass plate, glass plate sputtered with silicon oxide, non-alkali glass plate, quartz glass plate, etc.), synthetic resin property Film, paper, and metal plate.
前記基材は、該基材上に前記感光層における感光層が重なるようにして積層してなる積層体を形成して用いることができる。即ち、前記積層体における感光層の前記感光層に対して露光することにより、露光した領域を硬化させ、後述する現像工程によりパターンを形成することができる。 The base material can be used by forming a laminate formed by laminating the photosensitive layer so that the photosensitive layer in the photosensitive layer overlaps the base material. That is, by exposing the photosensitive layer of the laminate to the photosensitive layer, the exposed region can be cured, and a pattern can be formed by a development process described later.
[露光工程]
前記露光工程は、前記感光層に対し、光照射手段、及び光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置された露光ヘッドを用い、前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定し、前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行い、前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う工程である。
[Exposure process]
The exposure step is an exposure head provided with a light irradiation means and a light modulation means for the photosensitive layer, and the column direction of the picture element portions is a predetermined set inclination angle with respect to the scanning direction of the exposure head. An exposure head arranged so as to form θ is used, and the exposure head is subjected to N multiple exposures (where N is a natural number of 2 or more) of the usable pixel parts by means of a used pixel part specifying means. The pixel part to be used is specified, and for the exposure head, the pixel part is specified by the pixel part control unit so that only the pixel part specified by the used pixel part specifying unit is involved in the exposure. And performing exposure by moving the exposure head relative to the photosensitive layer in the scanning direction.
本発明において「N重露光」とは、前記感光層の被露光面上の露光領域の略すべての領域において、前記露光ヘッドの走査方向に平行な直線が、前記被露光面上に照射されたN本の光点列(画素列)と交わるような設定による露光を指す。ここで、「光点列(画素列)」とは、前記描素部により生成された描素単位としての光点(画素)の並びうち、前記露光ヘッドの走査方向となす角度がより小さい方向の並びを指すものとする。なお、前記描素部の配置は、必ずしも矩形格子状でなくてもよく、たとえば平行四辺形状の配置等であってもよい。 ここで、露光領域の「略すべての領域」と述べたのは、各描素部の両側縁部では、描素部列を傾斜させたことにより、前記露光ヘッドの走査方向に平行な直線と交わる使用描素部の描素部列の数が減るため、かかる場合に複数の露光ヘッドをつなぎ合わせるように使用したとしても、該露光ヘッドの取付角度や配置等の誤差により、走査方向に平行な直線と交わる使用描素部の描素部列の数がわずかに増減することがあるため、また、各使用描素部の描素部列間のつなぎの、解像度分以下のごくわずかな部分では、取付角度や描素部配置等の誤差により、走査方向と直交する方向に沿った描素部のピッチが他の部分の描素部のピッチと厳密に一致せず、走査方向に平行な直線と交わる使用描素部の描素部列の数が±1の範囲で増減することがあるためである。なお、以下の説明では、Nが2以上の自然数であるN重露光を総称して「多重露光」という。さらに、以下の説明では、本発明の露光装置又は露光方法を、描画装置又は描画方法として実施した形態について、「N重露光」及び「多重露光」に対応する用語として、「N重描画」及び「多重描画」という用語を用いるものとする。
前記N重露光のNとしては、2以上の自然数であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3以上の自然数が好ましく、3以上7以下の自然数がより好ましい。
In the present invention, “N double exposure” means that the exposed surface is irradiated with a straight line parallel to the scanning direction of the exposure head in almost all of the exposed region on the exposed surface of the photosensitive layer. This means exposure by setting that intersects N light spot rows (pixel rows). Here, the “light spot array (pixel array)” is a direction in which the angle formed with the scanning direction of the exposure head is smaller in the array of light spots (pixels) as pixel units generated by the pixel unit. Refers to a sequence of Note that the arrangement of the picture element portions is not necessarily a rectangular lattice shape, and may be, for example, an arrangement of parallelograms. Here, “substantially all areas” of the exposure area is described as a straight line parallel to the scanning direction of the exposure head by tilting the pixel part rows at both side edges of each picture element part. Since the number of drawing element rows of the used drawing element parts to be crossed decreases, even if it is used to connect a plurality of exposure heads in such a case, it is parallel to the scanning direction due to errors in the mounting angle and arrangement of the exposure heads. The number of pixel parts in the used pixel part that intersect with a straight line may slightly increase or decrease, and the connection between the pixel parts in each used pixel part is only a fraction of the resolution. However, due to errors such as the mounting angle and the arrangement of the picture element parts, the pitch of the picture element parts along the direction orthogonal to the scanning direction does not exactly match the pitch of the picture element parts of other parts, and is parallel to the scanning direction. The number of used pixel parts that intersect with the straight line may increase or decrease within a range of ± 1. It is an order. In the following description, N multiple exposures where N is a natural number of 2 or more are collectively referred to as “multiple exposure”. Further, in the following description, “N multiple drawing” and “multiple exposure” are used as terms corresponding to “N double exposure” and “multiple exposure” for an embodiment in which the exposure apparatus or exposure method of the present invention is implemented as a drawing apparatus or drawing method. The term “multiple drawing” shall be used.
N in the N-fold exposure is not particularly limited as long as it is a natural number of 2 or more, and can be appropriately selected according to the purpose. However, a natural number of 3 or more is preferable, and a natural number of 3 or more and 7 or less is more preferable. .
前記露光工程において、露光は、貧酸素雰囲気下行うことが好ましく、例えば、不活性ガス雰囲気下や酸素遮断層を設けた状態で行うことが好ましい。
貧酸素雰囲気下で露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガスを前記感光層表面に直接吹きかける方法、枠状フレームの一辺が開放され、不活性ガスの導入孔が少なくとも残りの1辺に形成された試料台中の露光空間に、露光対象である感光層が形成された試料を載置し、前記不活性ガスの導入孔から不活性ガスを導入して、感光層表面を不活性ガスで覆いつつ、露光を行う方法などが挙げられる。
また、前記露光空間を密封空間として、減圧下で該密封空間内に不活性ガスを導入することも可能である。
前記不活性ガスとしては、酸素の影響により前記感光層の重合反応が阻害されることを防止できれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。
In the exposure step, the exposure is preferably performed in a poor oxygen atmosphere, for example, in an inert gas atmosphere or in a state where an oxygen blocking layer is provided.
The exposure method in an oxygen-poor atmosphere is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. A sample on which a photosensitive layer to be exposed is placed in an exposure space in a sample stage where an inert gas introduction hole is formed on at least one remaining side, and the inert gas introduction hole is inert from the inert gas introduction hole. For example, a method may be used in which exposure is performed while introducing a gas to cover the surface of the photosensitive layer with an inert gas.
In addition, it is possible to introduce an inert gas into the sealed space under reduced pressure using the exposure space as a sealed space.
The inert gas is not particularly limited as long as it can prevent the polymerization reaction of the photosensitive layer from being inhibited by the influence of oxygen, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, nitrogen, helium, argon, etc. Is mentioned.
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の態様、及び該カラーフィルタの製造方法に好適に用いられる露光装置を、図面を参照しながら説明する。
前記露光装置としては、前記基材がガラス基板等である場合には、フラットベッドタイプの露光装置が好適に挙げられる。前記基材がフレキシブル基板等である場合には、アウタードラムタイプの露光装置及びインナードラムタイプの露光装置等であってもよい。以下、フラットベッドタイプの露光装置について説明する。
Hereinafter, an aspect of a method for producing a color filter of the present invention and an exposure apparatus suitably used for the method for producing the color filter will be described with reference to the drawings.
As said exposure apparatus, when the said base material is a glass substrate etc., a flat bed type exposure apparatus is mentioned suitably. When the base material is a flexible substrate or the like, an outer drum type exposure device, an inner drum type exposure device, or the like may be used. Hereinafter, a flat bed type exposure apparatus will be described.
<露光装置>
前記露光装置としては、図1に示すように、前記感光層が積層されてなる積層体(以下、「感光材料12」、又は「感光層12」という)を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ14を備えている。4本の脚部16に支持された厚い板状の設置台18の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた2本のガイド20が設置されている。ステージ14は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド20によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置10には、ステージ14をガイド20に沿って駆動するステージ駆動装置(図示せず)が設けられている。
<Exposure device>
As the exposure apparatus, as shown in FIG. 1, a flat plate shape that adsorbs and holds a laminated body (hereinafter referred to as “photosensitive material 12” or “photosensitive layer 12”) in which the photosensitive layers are laminated. The moving stage 14 is provided. Two guides 20 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-shaped installation table 18 supported by the four legs 16. The stage 14 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by the guide 20 so as to be reciprocally movable. The exposure apparatus 10 is provided with a stage driving device (not shown) that drives the stage 14 along the guide 20.
設置台18の中央部には、ステージ14の移動経路を跨ぐようにコの字状のゲート22が設けられている。コの字状のゲート22の端部の各々は、設置台18の両側面に固定されている。このゲート22を挟んで一方の側にはスキャナ24が設けられ、他方の側には感光材料12の先端及び後端を検知する複数(たとえば2個)のセンサ26が設けられている。スキャナ24及びセンサ26はゲート22に各々取り付けられて、ステージ14の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ24及びセンサ26は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。 A U-shaped gate 22 is provided at the center of the installation base 18 so as to straddle the movement path of the stage 14. Each end of the U-shaped gate 22 is fixed to both side surfaces of the installation base 18. A scanner 24 is provided on one side across the gate 22, and a plurality of (for example, two) sensors 26 that detect the front and rear ends of the photosensitive material 12 are provided on the other side. The scanner 24 and the sensor 26 are respectively attached to the gate 22 and fixedly arranged above the moving path of the stage 14. The scanner 24 and the sensor 26 are connected to a controller (not shown) that controls them.
ここで、説明のため、ステージ14の表面と平行な平面内に、図1に示すように、互いに直交するX軸及びY軸を規定する。 Here, for explanation, an X axis and a Y axis orthogonal to each other are defined in a plane parallel to the surface of the stage 14 as shown in FIG.
ステージ14の走査方向に沿って上流側(以下、単に「上流側」ということがある。)の端縁部には、X軸の方向に向かって開く「く」の字型に形成されたスリット28が、等間隔で10本形成されている。各スリット28は、上流側に位置するスリット28aと下流側に位置するスリット28bとからなっている。スリット28aとスリット28bとは互いに直交するとともに、X軸に対してスリット28aは−45度、スリット28bは+45度の角度を有している。 A slit formed in a “<” shape that opens in the direction of the X-axis at the upstream edge (hereinafter sometimes simply referred to as “upstream”) along the scanning direction of the stage 14. 10 are formed at equal intervals. Each slit 28 includes a slit 28 a located on the upstream side and a slit 28 b located on the downstream side. The slit 28a and the slit 28b are orthogonal to each other, and the slit 28a has an angle of −45 degrees and the slit 28b has an angle of +45 degrees with respect to the X axis.
スリット28の位置は、前記露光ヘッド30の中心と略一致させられている。また、各スリット28の大きさは、対応する露光ヘッド30による露光エリア32の幅を十分覆う大きさとされている。また、スリット28の位置としては、隣接する露光済み領域34間の重複部分の中心位置と略一致させてもよい。この場合、各スリット28の大きさは、露光済み領域34間の重複部分の幅を十分覆う大きさとする。 The position of the slit 28 is substantially coincident with the center of the exposure head 30. Further, the size of each slit 28 is set to sufficiently cover the width of the exposure area 32 by the corresponding exposure head 30. Further, the position of the slit 28 may be substantially coincident with the center position of the overlapping portion between the adjacent exposed regions 34. In this case, the size of each slit 28 is set so as to sufficiently cover the width of the overlapping portion between the exposed regions 34.
ステージ14内部の各スリット28の下方の位置には、それぞれ、後述する使用描素部指定処理において、描素単位としての光点を検出する光点位置検出手段としての単一セル型の光検出器(図示せず)が組み込まれている。また、各光検出器は、後述する使用描素部指定処理において、前記描素部の選択を行う描素部選択手段としての演算装置(図示せず)に接続されている。 In the position below each slit 28 inside the stage 14, single cell type light detection as a light spot position detecting means for detecting a light spot as a pixel unit in a used pixel part designation process described later. A vessel (not shown) is incorporated. In addition, each photodetector is connected to an arithmetic unit (not shown) as a pixel part selection means for selecting the pixel part in the used pixel part specifying process described later.
露光時における前記露光装置の動作形態はとしては、露光ヘッドを常に移動させながら連続的に露光を行う形態であってもよいし、露光ヘッドを段階的に移動させながら、各移動先の位置で露光ヘッドを静止させて露光動作を行う形態であってもよい。 The operation mode of the exposure apparatus at the time of exposure may be a mode in which exposure is continuously performed while the exposure head is constantly moved, or at each movement destination position while the exposure head is moved stepwise. The exposure head may be stationary and the exposure operation may be performed.
<<露光ヘッド>>
各露光ヘッド30は、後述する内部のデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)36の各描素部(マイクロミラー)列方向が、走査方向と所定の設定傾斜角度θをなすように、スキャナ24に取り付けられている。このため、各露光ヘッド30による露光エリア32は、走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。ステージ14の移動に伴い、感光層12には露光ヘッド30ごとに帯状の露光済み領域34が形成される。図2及び図3Bに示す例では、2行5列の略マトリックス状に配列された10個の露光ヘッドが、スキャナ24に備えられている。
なお、以下において、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド30mnと表記し、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア32mnと表記する。
<< Exposure head >>
Each exposure head 30 is connected to the scanner 24 so that each pixel portion (micromirror) row direction of an internal digital micromirror device (DMD) 36 described later forms a predetermined set inclination angle θ with the scanning direction. It is attached. For this reason, the exposure area 32 by each exposure head 30 is a rectangular area inclined with respect to the scanning direction. As the stage 14 moves, a strip-shaped exposed region 34 is formed in the photosensitive layer 12 for each exposure head 30. In the example shown in FIGS. 2 and 3B, the scanner 24 includes ten exposure heads arranged in a substantially matrix of 2 rows and 5 columns.
In the following description, when the individual exposure heads arranged in the mth row and the nth column are indicated, the exposure head 30 mn is indicated, and exposure by the individual exposure heads arranged in the mth row and the nth column is performed. When an area is indicated, it is expressed as an exposure area 32 mn .
また、図3A及び図3Bに示すように、帯状の露光済み領域34のそれぞれが、隣接する露光済み領域34と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド30の各々は、その配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、本実施形態では2倍)ずらして配置されている。このため、1行目の露光エリア3211と露光エリア3212との間の露光できない部分は、2行目の露光エリア3221により露光することができる。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, each of the exposure heads 30 in each row arranged in a line so that each of the strip-shaped exposed regions 34 partially overlaps the adjacent exposed region 34 is In the arrangement direction, they are shifted by a predetermined interval (a natural number times the long side of the exposure area, twice in this embodiment). Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 32 11 in the first row and the exposure area 32 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 32 21.
露光ヘッド30の各々は、図4及び図5に示すように、入射された光を画像データに応じて描素部ごとに変調する光変調手段(描素部ごとに変調する空間光変調素子)として、DMD36(米国テキサス・インスツルメンツ社製)を備えている。このDMD36は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた描素部制御手段としてのコントローラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、露光ヘッド30ごとに、DMD36上の使用領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド30ごとに、DMD36の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。 As shown in FIGS. 4 and 5, each of the exposure heads 30 includes a light modulation unit (spatial light modulation element that modulates each pixel unit) that modulates incident light for each pixel unit according to image data. DMD36 (manufactured by Texas Instruments, USA). The DMD 36 is connected to a controller serving as a pixel part control unit including a data processing unit and a mirror drive control unit. The data processing unit of this controller generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the use area on the DMD 36 for each exposure head 30 based on the input image data. The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 36 for each exposure head 30 based on the control signal generated by the image data processing unit.
図4に示すように、DMD36の光入射側には、光ファイバの出射端部(発光点)が露光エリア32の長辺方向と一致する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源38、ファイバアレイ光源38から出射されたレーザ光を補正してDMD上に集光させるレンズ系40、このレンズ系40を透過したレーザ光をDMD36に向けて反射するミラー42がこの順に配置されている。なお図4では、レンズ系40を概略的に示してある。 As shown in FIG. 4, on the light incident side of the DMD 36, there is provided a laser emission portion in which the emission end portion (light emission point) of the optical fiber is arranged in a line along the direction that coincides with the long side direction of the exposure area 32. The fiber array light source 38, the lens system 40 for correcting the laser light emitted from the fiber array light source 38 and condensing it on the DMD, and the mirror 42 for reflecting the laser light transmitted through the lens system 40 toward the DMD 36 Arranged in order. In FIG. 4, the lens system 40 is schematically shown.
上記レンズ系40は、図5に詳しく示すように、ファイバアレイ光源38から出射されたレーザ光を平行光化する1対の組合せレンズ44、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する1対の組合せレンズ46、及び光量分布が補正されたレーザ光をDMD36上に集光する集光レンズ48で構成されている。 As shown in detail in FIG. 5, the lens system 40 has a pair of combination lenses 44 that collimate the laser light emitted from the fiber array light source 38, and the light quantity distribution of the collimated laser light becomes uniform. A pair of combination lenses 46 to be corrected in this way, and a condensing lens 48 that condenses the laser light whose light quantity distribution has been corrected on the DMD 36.
また、DMD36の光反射側には、DMD36で反射されたレーザ光を感光層12の被露光面上に結像するレンズ系50が配置されている。レンズ系50は、DMD36と感光層12の被露光面とが共役な関係となるように配置された、2枚のレンズ52及び54からなる。 Further, on the light reflection side of the DMD 36, a lens system 50 that images the laser light reflected by the DMD 36 on the exposed surface of the photosensitive layer 12 is disposed. The lens system 50 includes two lenses 52 and 54 arranged so that the DMD 36 and the exposed surface of the photosensitive layer 12 have a conjugate relationship.
本実施形態では、ファイバアレイ光源38から出射されたレーザ光は、実質的に5倍に拡大された後、DMD36上の各マイクロミラーからの光線が上記のレンズ系50によって約5μmに絞られるように設定されている。 In the present embodiment, the laser light emitted from the fiber array light source 38 is substantially magnified five times, and then the light from each micromirror on the DMD 36 is reduced to about 5 μm by the lens system 50. Is set to
‐光変調手段‐
前記光変調手段としては、n個(ただし、nは2以上の自然数)の2次元状に配列された前記描素部を有し、前記パターン情報(「画素データ」ともいう)に応じて前記描素部を制御可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空間光変調素子が好ましい。
-Light modulation means-
The light modulation means includes n (where n is a natural number of 2 or more) two-dimensionally arranged picture element portions, and the light modulation means corresponds to the pattern information (also referred to as “pixel data”). There is no particular limitation as long as the pixel part can be controlled, and it can be appropriately selected according to the purpose. For example, a spatial light modulator is preferable.
前記空間光変調素子としては、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)タイプの空間光変調素子(SLM;Special Light Modulator)、電気光学効果により透過光を変調する光学素子(PLZT素子)、液晶光シャッタ(FLC)などが挙げられ、これらの中でもDMDが好適に挙げられる。 Examples of the spatial light modulator include a digital micromirror device (DMD), a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type spatial light modulator (SLM), and modulates transmitted light by an electro-optic effect. An optical element (PLZT element), a liquid crystal optical shutter (FLC), etc. are mentioned, Among these, DMD is mentioned suitably.
また、前記光変調手段は、形成するパターン情報(画素データ)に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を有することが好ましい。この場合、前記光変調手段は、前記パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて光を変調させる。
前記制御信号としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デジタル信号が好適に挙げられる。
The light modulation means preferably has pattern signal generation means for generating a control signal based on pattern information (pixel data) to be formed. In this case, the light modulation unit modulates light according to the control signal generated by the pattern signal generation unit.
There is no restriction | limiting in particular as said control signal, According to the objective, it can select suitably, For example, a digital signal is mentioned suitably.
以下、前記光変調手段の一例について図面を参照しながら説明する。
DMD36は図6に示すように、SRAMセル(メモリセル)56上に、各々描素(ピクセル)を構成する描素部として、多数のマイクロミラー58が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。本実施形態では、1024列×768行のマイクロミラー58が配されてなるDMD36を使用するが、このうちDMD36に接続されたコントローラにより駆動可能すなわち使用可能なマイクロミラー58は、1024列×256行のみであるとする。DMD36のデータ処理速度には限界があり、使用するマイクロミラー数に比例して1ライン当りの変調速度が決定されるので、このように一部のマイクロミラーのみを使用することにより1ライン当りの変調速度が速くなる。各マイクロミラー58は支柱に支えられており、その表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、本実施形態では、各マイクロミラー58の反射率は90%以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向ともに13.7μmである。SRAMセル56は、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのCMOSのものであり、全体はモノリシック(一体型)に構成されている。
Hereinafter, an example of the light modulation means will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 6, the DMD 36 is a mirror device in which a large number of micromirrors 58 are arranged in a lattice pattern on a SRAM cell (memory cell) 56 as a pixel portion constituting each pixel (pixel). . In this embodiment, a DMD 36 in which 1024 columns × 768 rows of micromirrors 58 are arranged is used. Among these, the micromirrors 58 that can be driven by a controller connected to the DMD 36, that is, usable micromirrors 58 are 1024 columns × 256 rows. Suppose only. The data processing speed of the DMD 36 is limited, and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of micromirrors to be used. Thus, by using only some of the micromirrors in this way, Modulation speed increases. Each micromirror 58 is supported by a support column, and a material having high reflectivity such as aluminum is deposited on the surface thereof. In the present embodiment, the reflectance of each micromirror 58 is 90% or more, and the arrangement pitch thereof is 13.7 μm in both the vertical direction and the horizontal direction. The SRAM cell 56 is of a silicon gate CMOS manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line via a support including a hinge and a yoke, and the whole is configured monolithically (integrated).
DMD36のSRAMセル(メモリセル)56に、所望の2次元パターンを構成する各点の濃度を2値で表した画像信号が書き込まれると、支柱に支えられた各マイクロミラー58が、対角線を中心としてDMD36が配置された基板側に対して±α度(たとえば±10度)のいずれかに傾く。図7Aは、マイクロミラー58がオン状態である+α度に傾いた状態を示し、図7Bは、マイクロミラー58がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。このように、画像信号に応じて、DMD36の各ピクセルにおけるマイクロミラー58の傾きを、図6に示すように制御することによって、DMD36に入射したレーザ光Bはそれぞれのマイクロミラー58の傾き方向へ反射される。 When an image signal representing the density of each point constituting a desired two-dimensional pattern in binary is written in the SRAM cell (memory cell) 56 of the DMD 36, each micromirror 58 supported by the column is centered on the diagonal line. As shown in FIG. 1, the inclination is inclined to ± α degrees (for example, ± 10 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 36 is disposed. FIG. 7A shows a state in which the micromirror 58 is tilted to + α degrees in the on state, and FIG. 7B shows a state in which the micromirror 58 is tilted to −α degrees in the off state. In this way, by controlling the inclination of the micromirror 58 in each pixel of the DMD 36 as shown in FIG. 6 in accordance with the image signal, the laser light B incident on the DMD 36 moves in the inclination direction of each micromirror 58. Reflected.
図6には、DMD36の一部を拡大し、各マイクロミラー58が+α度又はα度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー58のオンオフ制御は、DMD36に接続された上記のコントローラによって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー58で反射したレーザ光Bが進行する方向には、光吸収体(図示せず)が配置されている。 FIG. 6 shows an example in which a part of the DMD 36 is enlarged and each micromirror 58 is controlled to + α degrees or α degrees. The on / off control of each micromirror 58 is performed by the controller connected to the DMD 36. Further, a light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the laser beam B reflected by the off-state micromirror 58 travels.
‐光照射手段‐
前記光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(超)高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機用などの蛍光管、LED、半導体レーザ等の公知光源、又は2以上の光を合成して照射可能な手段が挙げられ、これらの中でも2以上の光を合成して照射可能な手段が好ましい。
前記光照射手段から照射される光としては、例えば、支持体を介して光照射を行う場合には、該支持体を透過し、かつ用いられる光重合開始剤や増感剤を活性化する電磁波、紫外から可視光線、電子線、X線、レーザ光などが挙げられ、これらの中でもレーザ光が好ましく、2以上の光を合成したレーザ(以下、「合波レーザ」と称することがある)がより好ましい。また支持体を剥離してから光照射を行う場合でも、同様の光を用いることができる。
-Light irradiation means-
The light irradiation means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, (ultra) high pressure mercury lamp, xenon lamp, carbon arc lamp, halogen lamp, copier, fluorescent tube, LED, etc. , A known light source such as a semiconductor laser, or a means capable of combining and irradiating two or more lights. Among these, a means capable of combining and irradiating two or more lights is preferable.
The light emitted from the light irradiation means is, for example, an electromagnetic wave that passes through the support and activates the photopolymerization initiator and sensitizer used when the light is irradiated through the support. In particular, ultraviolet to visible light, electron beam, X-ray, laser beam, and the like can be mentioned. Of these, laser beam is preferable, and a laser combining two or more lights (hereinafter, referred to as “combined laser”). More preferred. Even when light irradiation is performed after the support is peeled off, the same light can be used.
前記紫外から可視光線の波長としては、例えば、300〜1500nmが好ましく、320〜800nmがより好ましく、330nm〜650nmが特に好ましい。
前記レーザ光の波長としては、例えば、200〜1500nmが好ましく、300〜800nmがより好ましく、330nm〜500nmが更に好ましく、400nm〜450nmが特に好ましい。
As a wavelength of the ultraviolet to visible light, for example, 300 to 1500 nm is preferable, 320 to 800 nm is more preferable, and 330 nm to 650 nm is particularly preferable.
As a wavelength of the said laser beam, 200-1500 nm is preferable, for example, 300-800 nm is more preferable, 330 nm-500 nm is still more preferable, 400 nm-450 nm is especially preferable.
前記合波レーザを照射可能な手段としては、例えば、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射したレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する手段が好ましい。 Examples of means capable of irradiating the combined laser include, for example, a plurality of lasers, a multimode optical fiber, and collective optics for condensing the laser beams respectively emitted from the plurality of lasers and coupling them to the multimode optical fiber. Means having a system are preferred.
以下、前記合波レーザを照射可能な手段(ファイバアレイ光源)について図を参照しながら説明する。
ファイバアレイ光源38は、図8に示すように、複数(たとえば14個)のレーザモジュール60を備えており、各レーザモジュール60には、マルチモード光ファイバ62の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ62の他端には、マルチモード光ファイバ62より小さいクラッド径を有する光ファイバ64が結合されている。図9に詳しく示すように、光ファイバ64のマルチモード光ファイバ62と反対側の端部は走査方向と直交する方向に沿って7個並べられ、それが2列に配列されてレーザ出射部66が構成されている。
Hereinafter, means (fiber array light source) capable of irradiating the combined laser will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 8, the fiber array light source 38 includes a plurality of (for example, 14) laser modules 60, and one end of a multimode optical fiber 62 is coupled to each laser module 60. An optical fiber 64 having a cladding diameter smaller than that of the multimode optical fiber 62 is coupled to the other end of the multimode optical fiber 62. As shown in detail in FIG. 9, seven ends of the optical fiber 64 opposite to the multimode optical fiber 62 are arranged along the direction orthogonal to the scanning direction, and these are arranged in two rows to form the laser emitting unit 66. Is configured.
光ファイバ64の端部で構成されるレーザ出射部66は、図9に示すように、表面が平坦な2枚の支持板68に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ64の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。光ファイバ64の光出射端面は、光密度が高いため集塵しやすく劣化しやすいが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。 As shown in FIG. 9, the laser emitting portion 66 constituted by the end portion of the optical fiber 64 is sandwiched and fixed between two support plates 68 having a flat surface. Moreover, it is desirable that a transparent protective plate such as glass is disposed on the light emitting end face of the optical fiber 64 for protection. The light exit end face of the optical fiber 64 has a high light density and is likely to collect dust and easily deteriorate. However, by arranging the protective plate as described above, it is possible to prevent the dust from adhering to the end face and to delay the deterioration. Can do.
このような光ファイバは、例えば、図25に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ62のレーザ光出射側の先端部分に、長さ1〜30cmのクラッド径が小さい光ファイバ64を同軸的に結合することにより得ることができる。2本の光ファイバは、光ファイバ64の入射端面が、マルチモード光ファイバ62の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ64のコア64aの径は、マルチモード光ファイバ62のコア62aの径と同じ大きさである。 For example, as shown in FIG. 25, such an optical fiber is formed by coaxially connecting an optical fiber 64 having a length of 1 to 30 cm with a small cladding diameter at the tip portion on the laser light emission side of a multimode optical fiber 62 having a large cladding diameter. Can be obtained by linking them together. In the two optical fibers, the incident end face of the optical fiber 64 is fused and joined to the outgoing end face of the multimode optical fiber 62 so that the central axes of both optical fibers coincide. As described above, the diameter of the core 64 a of the optical fiber 64 is the same as the diameter of the core 62 a of the multimode optical fiber 62.
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ62の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ64を、マルチモード光ファイバ62の出射端部と称する場合がある。 In addition, a short optical fiber in which an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter is fused with an optical fiber having a small cladding diameter may be coupled to the output end of the multimode optical fiber 62 via a ferrule or an optical connector. Good. By detachably coupling using a connector or the like, the tip portion can be easily replaced when an optical fiber having a small cladding diameter is broken, and the cost required for exposure head maintenance can be reduced. Hereinafter, the optical fiber 64 may be referred to as an emission end portion of the multimode optical fiber 62.
マルチモード光ファイバ62及び光ファイバ64としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ62及び光ファイバ64は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ62は、クラッド径=125μm、コア径=50μm、NA=0.2、入射端面コートの透過率=99.5%以上であり、光ファイバ64は、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2である。 The multimode optical fiber 62 and the optical fiber 64 may be any of a step index type optical fiber, a graded index type optical fiber, and a composite type optical fiber. For example, a step index type optical fiber manufactured by Mitsubishi Cable Industries, Ltd. can be used. In the present embodiment, the multimode optical fiber 62 and the optical fiber 64 are step index type optical fibers, and the multimode optical fiber 62 has a cladding diameter = 125 μm, a core diameter = 50 μm, NA = 0.2, an incident end face. The transmittance of the coat is 99.5% or more, and the optical fiber 64 has a clad diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2.
一般に、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、GaN系半導体レーザから出射された波長405nmのレーザ光では、クラッドの厚み{(クラッド径−コア径)/2}を800nmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の1/2程度、通信用の1.5μmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約1/4にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を60μmと小さくすることができる。 In general, in the laser light in the infrared region, the propagation loss increases as the cladding diameter of the optical fiber is reduced. For this reason, a suitable cladding diameter is determined according to the wavelength band of the laser beam. However, the shorter the wavelength, the smaller the propagation loss. In the case of laser light having a wavelength of 405 nm emitted from a GaN-based semiconductor laser, the cladding thickness {(cladding diameter−core diameter) / 2} is set to an infrared light having a wavelength band of 800 nm. The propagation loss hardly increases even if it is about ½ of the case of propagating infrared light and about ¼ of the case of propagating infrared light in the 1.5 μm wavelength band for communication. Therefore, the cladding diameter can be reduced to 60 μm.
但し、光ファイバのクラッド径は60μmには限定されない。従来のファイバアレイ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は125μmであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、光ファイバのクラッド径は80μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも3〜4μm必要であることから、光ファイバ64のクラッド径は10μm以上が好ましい。 However, the cladding diameter of the optical fiber is not limited to 60 μm. The clad diameter of the optical fiber used in the conventional fiber array light source is 125 μm. However, the smaller the clad diameter, the deeper the focal depth, so the clad diameter of the optical fiber is preferably 80 μm or less, more preferably 60 μm or less. 40 μm or less is more preferable. On the other hand, since the core diameter needs to be at least 3 to 4 μm, the cladding diameter of the optical fiber 64 is preferably 10 μm or more.
レーザモジュール60は、図26に示す合波レーザ光源(ファイバアレイ光源)によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック110上に配列固定された複数(例えば、7個)のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのGaN系半導体レーザLD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、及びLD7と、GaN系半導体レーザLD1〜LD7の各々に対応して設けられたコリメータレンズL1、L2、L3、L4、L5、L6及びL7と、1つの集光レンズ200と、1本のマルチモード光ファイバ62と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は7個には限定されない。例えば、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2のマルチモード光ファイバには、20個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。 The laser module 60 is composed of a combined laser light source (fiber array light source) shown in FIG. This combined laser light source includes a plurality of (for example, seven) chip-like lateral multimode or single mode GaN-based semiconductor lasers LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6 arranged on the heat block 110, And LD7, collimator lenses L1, L2, L3, L4, L5, L6, and L7 provided corresponding to each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, one condenser lens 200, and one multimode. And an optical fiber 62. The number of semiconductor lasers is not limited to seven. For example, as many as 20 semiconductor laser beams can be incident on a multimode optical fiber having a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2. In addition, the number of optical fibers can be further reduced.
GaN系半導体レーザLD1〜LD7は、発振波長が総て共通(例えば、405nm)であり、最大出力も総て共通(例えば、マルチモードレーザでは100mW、シングルモードレーザでは30mW)である。なお、GaN系半導体レーザLD1〜LD7としては、350nm〜450nmの波長範囲で、上記の405nm以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。 The GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 all have the same oscillation wavelength (for example, 405 nm), and the maximum output is also all the same (for example, 100 mW for the multimode laser and 30 mW for the single mode laser). As the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, lasers having an oscillation wavelength other than the above 405 nm in a wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.
前記合波レーザ光源は、図27及び図28に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ400内に収納されている。パッケージ400は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋410を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ400の開口をパッケージ蓋410で閉じることにより、パッケージ400とパッケージ蓋410とにより形成される閉空間(封止空間)内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。 As shown in FIGS. 27 and 28, the combined laser light source is housed in a box-shaped package 400 having an upper opening together with other optical elements. The package 400 includes a package lid 410 created so as to close the opening. After the degassing process, a sealing gas is introduced, and the package 400 and the package lid are closed by closing the opening of the package 400 with the package lid 410. The combined laser light source is hermetically sealed in a closed space (sealed space) formed by the reference numeral 410.
パッケージ400の底面にはベース板420が固定されており、このベース板420の上面には、前記ヒートブロック110と、集光レンズ200を保持する集光レンズホルダー450と、マルチモード光ファイバ62の入射端部を保持するファイバホルダー460とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ62の出射端部は、パッケージ400の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。 A base plate 420 is fixed to the bottom surface of the package 400, and the heat block 110, a condensing lens holder 450 that holds the condensing lens 200, and the multimode optical fiber 62 are disposed on the top surface of the base plate 420. A fiber holder 460 that holds the incident end is attached. The exit end of the multimode optical fiber 62 is drawn out of the package from an opening formed in the wall surface of the package 400.
また、ヒートブロック110の側面にはコリメータレンズホルダー440が取り付けられており、コリメータレンズL1〜L7が保持されている。パッケージ400の横壁面には開口が形成され、この開口を通してGaN系半導体レーザLD1〜LD7に駆動電流を供給する配線470がパッケージ外に引き出されている。 A collimator lens holder 440 is attached to the side surface of the heat block 110, and the collimator lenses L1 to L7 are held. An opening is formed in the lateral wall surface of the package 400, and a wiring 470 for supplying a driving current to the GaN semiconductor lasers LD1 to LD7 is drawn out of the package through the opening.
なお、図28においては、図の煩雑化を避けるために、複数のGaN系半導体レーザのうちGaN系半導体レーザLD7にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズL7にのみ番号を付している。 In FIG. 28, in order to avoid complication of the drawing, only the GaN semiconductor laser LD7 is numbered among the plurality of GaN semiconductor lasers, and only the collimator lens L7 is numbered among the plurality of collimator lenses. is doing.
図29は、前記コリメータレンズL1〜L7の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズL1〜L7の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズL1〜L7は、長さ方向がGaN系半導体レーザLD1〜LD7の発光点の配列方向(図29の左右方向)と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。 FIG. 29 shows a front shape of a mounting portion of the collimator lenses L1 to L7. Each of the collimator lenses L <b> 1 to L <b> 7 is formed in a shape in which a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface is cut out in a parallel plane. This elongated collimator lens can be formed, for example, by molding resin or optical glass. The collimator lenses L1 to L7 are closely arranged in the light emitting point arrangement direction so that the length direction is orthogonal to the light emitting point arrangement direction of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (left-right direction in FIG. 29).
一方、GaN系半導体レーザLD1〜LD7としては、発光幅が2μmの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば10°、30°の状態で各々レーザビームB1〜B7を発するレーザが用いられている。これらGaN系半導体レーザLD1〜LD7は、活性層と平行な方向に発光点が1列に並ぶように配設されている。 On the other hand, each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 includes an active layer having a light emission width of 2 μm, and each of the laser beams B1 in a state parallel to the active layer and a divergence angle in a direction perpendicular to the active layer, respectively, for example A laser emitting ~ B7 is used. These GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the active layer.
したがって、各発光点から発せられたレーザビームB1〜B7は、上述のように細長形状の各コリメータレンズL1〜L7に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向(長さ方向と直交する方向)と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズL1〜L7の幅が1.1mm、長さが4.6mmであり、それらに入射するレーザビームB1〜B7の水平方向、垂直方向のビーム径は各々0.9mm、2.6mmである。また、コリメータレンズL1〜L7の各々は、焦点距離f1=3mm、NA=0.6、レンズ配置ピッチ=1.25mmである。 Therefore, in the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the divergence angle is large coincides with the length direction and the divergence angle is small with respect to the elongated collimator lenses L1 to L7 as described above. Incident light is incident in a state where the direction coincides with the width direction (direction perpendicular to the length direction). That is, the collimator lenses L1 to L7 have a width of 1.1 mm and a length of 4.6 mm, and the horizontal and vertical beam diameters of the laser beams B1 to B7 incident thereon are 0.9 mm and 2. 6 mm. Each of the collimator lenses L1 to L7 has a focal length f 1 = 3 mm, NA = 0.6, and a lens arrangement pitch = 1.25 mm.
集光レンズ200は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズL1〜L7の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ200は、焦点距離f2=23mm、NA=0.2である。この集光レンズ200も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。 The condensing lens 200 is obtained by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface into an elongated shape in a parallel plane, and being long in the arrangement direction of the collimator lenses L1 to L7, that is, in the horizontal direction and short in the direction perpendicular thereto. Is formed. The condensing lens 200 has a focal length f 2 = 23 mm and NA = 0.2. This condensing lens 200 is also formed by molding resin or optical glass, for example.
また、DMDを照明する光照射手段に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力で且つ深い焦点深度を備えた露光装置を実現することができる。更に、各ファイバアレイ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバアレイ光源数が少なくなり、露光装置の低コスト化が図られる。 In addition, since the light emitting means for illuminating the DMD uses a high-intensity fiber array light source in which the output ends of the optical fibers of the combined laser light source are arranged in an array, it has a high output and a deep depth of focus. An exposure apparatus can be realized. Furthermore, since the output of each fiber array light source is increased, the number of fiber array light sources required to obtain a desired output is reduced, and the cost of the exposure apparatus can be reduced.
また、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えた露光装置を実現することができる。例えば、ビーム径1μm以下、解像度0.1μm以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速且つ高精細な露光が可能となる。したがって、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ(TFT)の露光工程に好適である。 Further, since the cladding diameter of the output end of the optical fiber is smaller than the cladding diameter of the incident end, the diameter of the light emitting portion is further reduced, and the brightness of the fiber array light source can be increased. Thereby, an exposure apparatus having a deeper depth of focus can be realized. For example, even in the case of ultra-high resolution exposure with a beam diameter of 1 μm or less and a resolution of 0.1 μm or less, a deep depth of focus can be obtained, and high-speed and high-definition exposure is possible. Therefore, it is suitable for a thin film transistor (TFT) exposure process that requires high resolution.
また、前記光照射手段としては、前記合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源に限定されず、例えば、1個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する1本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。 The light irradiating means is not limited to a fiber array light source including a plurality of the combined laser light sources, and for example, emits laser light incident from a single semiconductor laser having one light emitting point. A fiber array light source in which fiber light sources including optical fibers are arrayed can be used.
また、複数の発光点を備えた光照射手段としては、例えば、図30に示すように、ヒートブロック110上に、複数(例えば、7個)のチップ状の半導体レーザLD1〜LD7を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図31Aに示す、複数(例えば、5個)の発光点111aが所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザ110が知られている。マルチキャビティレーザ111は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザビームを合波し易い。但し、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキャビティレーザ111に撓みが発生し易くなるため、発光点111aの個数は5個以下とするのが好ましい。 Moreover, as a light irradiation means provided with a plurality of light emitting points, for example, as shown in FIG. An array can be used. Further, a chip-shaped multi-cavity laser 110 shown in FIG. 31A in which a plurality of (for example, five) light emitting points 111a are arranged in a predetermined direction is known. Since the multicavity laser 111 can arrange the light emitting points with high positional accuracy as compared with the case where the chip-shaped semiconductor lasers are arranged, it is easy to multiplex the laser beams emitted from the respective light emitting points. However, as the number of light emitting points increases, the multi-cavity laser 111 is likely to be bent at the time of laser manufacture. Therefore, the number of light emitting points 111a is preferably 5 or less.
前記光照射手段としては、このマルチキャビティレーザ111や、図31Bに示すように、ヒートブロック110上に、複数のマルチキャビティレーザ111が各チップの発光点111aの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキャビティレーザアレイを、レーザ光源として用いることができる。 As the light irradiation means, as shown in FIG. 31B, a plurality of multi-cavity lasers 111 are arranged on the heat block 110 in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points 111a of each chip. A multi-cavity laser array can be used as a laser light source.
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、図32に示すように、複数(例えば、3個)の発光点111aを有するチップ状のマルチキャビティレーザ111を備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザ111と、1本のマルチモード光ファイバ62と、集光レンズ200と、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザ111は、例えば、発振波長が405nmのGaN系レーザダイオードで構成することができる。 The combined laser light source is not limited to one that combines laser beams emitted from a plurality of chip-shaped semiconductor lasers. For example, as shown in FIG. 32, a combined laser light source including a chip-shaped multicavity laser 111 having a plurality of (for example, three) emission points 111a can be used. The combined laser light source includes a multi-cavity laser 111, a single multi-mode optical fiber 62, and a condenser lens 200. The multicavity laser 111 can be composed of, for example, a GaN laser diode having an oscillation wavelength of 405 nm.
前記構成では、マルチキャビティレーザ111の複数の発光点111aの各々から出射したレーザビームBの各々は、集光レンズ200によって集光され、マルチモード光ファイバ62のコア62aに入射する。コア62aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above-described configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 111 a of the multicavity laser 111 is collected by the condenser lens 200 and enters the core 62 a of the multimode optical fiber 62. The laser light incident on the core 62a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
マルチキャビティレーザ111の複数の発光点111aを、上記マルチモード光ファイバ62のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ200として、マルチモード光ファイバ62のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザ111からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビームBのマルチモード光ファイバ62への結合効率を上げることができる。 A plurality of light emitting points 111 a of the multicavity laser 111 are arranged in parallel within a width substantially equal to the core diameter of the multimode optical fiber 62, and a focal point substantially equal to the core diameter of the multimode optical fiber 62 is formed as the condenser lens 200. By using a convex lens of a distance or a rod lens that collimates the outgoing beam from the multicavity laser 111 only in a plane perpendicular to the active layer, the coupling efficiency of the laser beam B to the multimode optical fiber 62 can be increased. it can.
また、図33に示すように、複数(例えば、3個)の発光点を備えたマルチキャビティレーザ111を用い、ヒートブロック110上に複数(例えば、9個)のマルチキャビティレーザ111が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ140を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキャビティレーザ111は、各チップの発光点111aの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。 As shown in FIG. 33, a multi-cavity laser 111 having a plurality of (for example, three) emission points is used, and a plurality of (for example, nine) multi-cavity lasers 111 are equidistant from each other on the heat block 110. A combined laser light source including the laser array 140 arranged in (1) can be used. The plurality of multi-cavity lasers 111 are arranged and fixed in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points 111a of each chip.
この合波レーザ光源は、レーザアレイ140と、各マルチキャビティレーザ111に対応させて配置した複数のレンズアレイ114と、レーザアレイ140と複数のレンズアレイ114との間に配置された1本のロッドレンズ113と、1本のマルチモード光ファイバ130と、集光レンズ120と、を備えて構成されている。レンズアレイ114は、マルチキャビティレーザ110の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。 This combined laser light source includes a laser array 140, a plurality of lens arrays 114 arranged corresponding to each multi-cavity laser 111, and a single rod arranged between the laser array 140 and the plurality of lens arrays 114. The lens 113, one multimode optical fiber 130, and a condenser lens 120 are provided. The lens array 114 includes a plurality of microlenses corresponding to the emission points of the multicavity laser 110.
上記の構成では、複数のマルチキャビティレーザ111の複数の発光点111aの各々から出射したレーザビームBの各々は、ロッドレンズ113により所定方向に集光された後、レンズアレイ114の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザビームLは、集光レンズ200によって集光され、マルチモード光フアイバ62のコア62aに入射する。コア62aに入射したレーザ光は、光フアイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 111 a of the plurality of multi-cavity lasers 111 is condensed in a predetermined direction by the rod lens 113 and then each microlens of the lens array 114. It becomes parallel light. The collimated laser beam L is condensed by the condensing lens 200 and enters the core 62 a of the multimode optical fiber 62. The laser light incident on the core 62a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
更に他の合波レーザ光源の例を示す。この合波レーザ光源は、図34A及び図34Bに示すように、略矩形状のヒートブロック180上に光軸方向の断面がL字状のヒートブロック182が搭載され、2つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。L字状のヒートブロック182の上面には、複数の発光点(例えば、5個)がアレイ状に配列された複数(例えば、2個)のマルチキャビティレーザ111が、各チップの発光点111aの配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されている。 Still another example of the combined laser light source will be described. As shown in FIGS. 34A and 34B, this combined laser light source has a heat block 182 having an L-shaped cross section in the optical axis direction mounted on a substantially rectangular heat block 180 and is housed between two heat blocks. A space is formed. On the upper surface of the L-shaped heat block 182, a plurality of (for example, two) multi-cavity lasers 111 in which a plurality of light emitting points (for example, five) are arranged in an array form the light emitting points 111a of each chip. It is arranged and fixed at equal intervals in the same direction as the arrangement direction.
略矩形状のヒートブロック180には凹部が形成されており、ヒートブロック180の空間側上面には、複数の発光点(例えば、5個)がアレイ状に配列された複数(例えば、2個)のマルチキャビティレーザ110が、その発光点がヒートブロック182の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。 A concave portion is formed in the substantially rectangular heat block 180, and a plurality of (for example, two) light emitting points (for example, five) are arranged in an array on the upper surface of the space side of the heat block 180. The multi-cavity laser 110 is arranged such that its emission point is located on the same vertical plane as the emission point of the laser chip arranged on the upper surface of the heat block 182.
マルチキャビティレーザ111のレーザ光出射側には、各チップの発光点111aに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ184が配置されている。コリメートレンズアレイ184は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザビームの拡がり角が大きい方向(速軸方向)とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さい方向(遅軸方向)と一致するように配置されている。このように、コリメートレンズをアレイ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コスト化することができる。 On the laser beam emission side of the multi-cavity laser 111, a collimator lens array 184 in which collimator lenses are arranged corresponding to the light emission points 111a of the respective chips is arranged. In the collimating lens array 184, the length direction of each collimating lens coincides with the direction in which the divergence angle of the laser beam is large (the fast axis direction), and the width direction of each collimating lens is the direction in which the divergence angle is small (slow axis direction). They are arranged to match. Thus, by collimating and integrating the collimating lenses, the space utilization efficiency of the laser light can be improved, the output of the combined laser light source can be increased, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. .
また、コリメートレンズアレイ184のレーザ光出射側には、1本のマルチモード光ファイバ62と、このマルチモード光ファイバ62の入射端にレーザビームを集光して結合する集光レンズ200と、が配置されている。 Further, on the laser beam emitting side of the collimating lens array 184, there is one multimode optical fiber 62 and a condensing lens 200 that condenses and couples the laser beam to the incident end of the multimode optical fiber 62. Has been placed.
前記構成では、レーザブロック180、182上に配置された複数のマルチキヤビティレーザ111の複数の発光点111aの各々から出射したレーザビームBの各々は、コリメートレンズアレイ184により平行光化され、集光レンズ200によって集光されて、マルチモード光フアイバ62のコア62aに入射する。コア62aに入射したレーザ光は、光フアイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 111a of the plurality of multi-cavity lasers 111 arranged on the laser blocks 180 and 182 is collimated by the collimating lens array 184 and collected. The light is collected by the optical lens 200 and is incident on the core 62 a of the multimode optical fiber 62. The laser light incident on the core 62a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
前記合波レーザ光源は、上記の通り、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。この合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、本発明の露光装置のレーザ光源を構成するファイバ光源として特に好適である。 As described above, the combined laser light source can achieve particularly high output by the multistage arrangement of multicavity lasers and the array of collimating lenses. By using this combined laser light source, a higher-intensity fiber array light source or bundle fiber light source can be formed, which is particularly suitable as a fiber light source constituting the laser light source of the exposure apparatus of the present invention.
なお、前記各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ62の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。 A laser module in which each of the combined laser light sources is housed in a casing and the emission end portion of the multimode optical fiber 62 is pulled out from the casing can be configured.
また、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光ファイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が125μm、80μm、60μm等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。 In addition, the other end of the multimode optical fiber of the combined laser light source is coupled with another optical fiber having the same core diameter as the multimode optical fiber and a cladding diameter smaller than the multimode optical fiber. However, for example, a multimode optical fiber having a cladding diameter of 125 μm, 80 μm, 60 μm or the like may be used without coupling another optical fiber to the emission end.
<<使用描素部指定手段>>
前記使用描素部指定手段としては、描素単位としての光点の位置を被露光面上において検出する光点位置検出手段と、前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、N重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段とを少なくとも備えることが好ましい。
以下、前記使用描素部指定手段による、N重露光に使用する描素部の指定方法の例について説明する。
<< Used pixel part designation means >>
The used pixel part specifying means includes a light spot position detecting means for detecting the position of a light spot on a surface to be exposed as a pixel unit, and N double exposure based on a detection result by the light spot position detecting means. It is preferable to include at least a pixel part selection unit that selects a pixel part to be used for the realization.
Hereinafter, an example of a method for designating a pixel part used for N-exposure by the used pixel part specifying unit will be described.
(1)単一露光ヘッド内における使用描素部の指定方法
本実施形態(1)では、露光装置10により、感光材料12に対して2重露光を行う場合であって、各露光ヘッド30の取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な2重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。
(1) Method for designating used picture element part in single exposure head In the present embodiment (1), the exposure apparatus 10 performs double exposure on the photosensitive material 12, and each exposure head 30 A description will be given of a method for designating a used pixel portion for reducing the variation in resolution and density unevenness caused by the mounting angle error and realizing ideal double exposure.
露光ヘッド30の走査方向に対する描素部(マイクロミラー58)の列方向の設定傾斜角度θとしては、露光ヘッド30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な1024列×256行の描素部を使用してちょうど2重露光となる角度θidealよりも、若干大きい角度を採用するものとする。
この角度θidealは、N重露光の数N、使用可能なマイクロミラー58の列方向の個数s、使用可能なマイクロミラー58の列方向の間隔p、及び露光ヘッド30を傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチδに対し、下記式1、
spsinθideal≧Nδ(式1)
により与えられる。本実施形態におけるDMD36は、上記のとおり、縦横の配置間隔が等しい多数のマイクロミラー58が矩形格子状に配されたものであるので、
pcosθideal=δ(式2)
であり、上記式1は、
stanθideal=N(式3)
となる。本実施形態(1)では、上記のとおりs=256、N=2であるので、前記式3より、角度θidealは約0.45度である。したがって、設定傾斜角度θとしては、たとえば0.50度程度の角度を採用するとよい。露光装置10は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド30すなわち各DMD36の取付角度がこの設定傾斜角度θに近い角度となるように、初期調整されているものとする。
The set inclination angle θ in the column direction of the image element (micromirror 58) with respect to the scanning direction of the exposure head 30 can be used as long as there is no mounting angle error of the exposure head 30 or the like. It is assumed that an angle slightly larger than the angle θ ideal that is exactly double exposure using 256 lines of pixel parts is adopted.
This angle θ ideal is equal to the number N of N double exposures, the number s of usable micromirrors 58 in the column direction, the interval p of usable micromirrors 58 in the column direction, and the microscopic exposure head 30 in a tilted state. For the pitch δ of the scanning line formed by the mirror,
spsinθ ideal ≧ Nδ (Formula 1)
Given by. As described above, the DMD 36 according to the present embodiment includes a large number of micromirrors 58 having equal vertical and horizontal arrangement intervals arranged in a rectangular lattice shape.
pcosθ ideal = δ (Formula 2)
And the above equation 1 is
stanθ ideal = N (Formula 3)
It becomes. In the present embodiment (1), since s = 256 and N = 2 as described above, the angle θ ideal is about 0.45 degrees according to Equation 3. Therefore, for example, an angle of about 0.50 degrees may be employed as the set inclination angle θ. It is assumed that the exposure apparatus 10 is initially adjusted so that the mounting angle of each exposure head 30, that is, each DMD 36 is close to the set inclination angle θ within an adjustable range.
図10は、上記のように初期調整された露光装置10において、1つの露光ヘッド30の取付角度誤差、及びパターン歪みの影響により、被露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。以下の図面及び説明においては、各描素部(マイクロミラー)により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点について、第m行目の光点をr(m)、第n列目の光点をc(n)、第m行第n列の光点をP(m,n)とそれぞれ表記するものとする。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of unevenness in the pattern on the exposed surface due to the influence of the mounting angle error of one exposure head 30 and pattern distortion in the exposure apparatus 10 initially adjusted as described above. It is. In the following drawings and description, the light spot in the m-th row is represented by r (m) with respect to the light spot generated by each pixel part (micromirror) and constituting the exposure area on the exposed surface. ), The light spot in the nth column is denoted as c (n), and the light spot in the mth row and the nth column is denoted as P (m, n).
図10の上段部分は、ステージ14を静止させた状態で感光材料12の被露光面上に投影される、使用可能なマイクロミラー58からの光点群のパターンを示し、下段部分は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を示したものである。
なお、図10では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー58の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンを分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら2つの露光パターンを重ね合わせたものである。
The upper part of FIG. 10 shows a pattern of light spot groups from the usable micromirrors 58 projected onto the exposed surface of the photosensitive material 12 with the stage 14 being stationary, and the lower part is the upper part. 2 shows the state of the exposure pattern formed on the surface to be exposed when the stage 14 is moved and continuous exposure is performed in the state where the pattern of light spots as shown in FIG.
In FIG. 10, for convenience of explanation, the exposure pattern of the odd-numbered columns and the exposure pattern of the even-numbered columns of the micromirrors 58 that can be used are shown separately. Two exposure patterns are superimposed.
図10の例では、設定傾斜角度θを上記の角度θidealよりも若干大きい角度を採用した結果として、また露光ヘッド30の取付角度の微調整が困難であるために、実際の取付角度と上記の設定傾斜角度θとが誤差を有する結果として、被露光面上のいずれの領域においても濃度むらが生じている。具体的には、奇数列のマイクロミラーによる露光パターン及び偶数列のマイクロミラーによる露光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域において、理想的な2重露光に対して露光過多となり、描画が冗長となる領域が生じ、濃度むらが生じている。 In the example of FIG. 10, as a result of adopting the set inclination angle θ slightly larger than the angle θ ideal , and because it is difficult to finely adjust the mounting angle of the exposure head 30, the actual mounting angle and the above As a result of the error in the set inclination angle θ, density unevenness occurs in any region on the exposed surface. Specifically, in the overlapped exposure region on the exposed surface, which is formed by a plurality of pixel part rows in both the exposure pattern by the odd-numbered micromirrors and the exposure pattern by the even-numbered micromirrors, it is ideal. Overexposure occurs with respect to double exposure, resulting in a redundant drawing area and uneven density.
さらに、図10の例では、被露光面上に現れるパターン歪みの一例であって、被露光面上に投影された各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じている。このような角度歪みが生じる原因としては、DMD36と被露光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれ、及びDMD36自体の歪みやマイクロミラーの配置誤差等が挙げられる。
図10の例に現れている角度歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列ほど小さく、図の右方の列ほど大きくなっている形態の歪みである。この角度歪みの結果として、露光過多となっている領域は、図の左方に示した被露光面上ほど小さく、図の右方に示した被露光面上ほど大きくなっている。
Further, the example of FIG. 10 is an example of pattern distortion appearing on the exposed surface, and “angular distortion” is generated in which the inclination angle of each pixel row projected on the exposed surface is not uniform. Causes of such angular distortion include various aberrations and alignment deviations of the optical system between the DMD 36 and the exposed surface, distortion of the DMD 36 itself, micromirror placement errors, and the like.
The angular distortion appearing in the example of FIG. 10 is a distortion in which the tilt angle with respect to the scanning direction is smaller in the left column of the figure and larger in the right column of the figure. As a result of this angular distortion, the overexposed area is smaller on the exposed surface shown on the left side of the figure and larger on the exposed surface shown on the right side of the figure.
上記したような、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域における濃度むらを軽減するために、前記光点位置検出手段としてスリット28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド30ごとに実傾斜角度θ´を特定し、該実傾斜角度θ´に基づき、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された前記演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
実傾斜角度θ´は、光点位置検出手段が検出した少なくとも2つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす角度により特定される。
以下、図11及び12を用いて、前記実傾斜角度θ´の特定、及び使用画素選択処理について説明する。
In order to reduce the density unevenness in the overlapped exposure area on the exposed surface formed by a plurality of pixel part rows as described above, a set of the slit 28 and the photodetector is used as the light spot position detecting means. The actual inclination angle θ ′ is specified for each exposure head 30, and based on the actual inclination angle θ ′, the calculation device connected to the photodetector as the pixel portion selection unit is used for actual exposure. A process of selecting a micromirror to be used is performed.
The actual tilt angle θ ′ is based on at least two light spot positions detected by the light spot position detecting means, and the column direction of the light spots on the surface to be exposed and the scanning direction of the exposure head when the exposure head is tilted. It is specified by the angle formed by.
Hereinafter, the specification of the actual inclination angle θ ′ and the used pixel selection process will be described with reference to FIGS.
−実傾斜角度θ´の特定−
図11は、1つのDMD36による露光エリア32と、対応するスリット28との位置関係を示した上面図である。スリット28の大きさは、露光エリア32の幅を十分覆う大きさとされている。
本実施形態(1)の例では、露光エリア32の略中心に位置する第512列目の光点列と露光ヘッド30の走査方向とがなす角度を、上記の実傾斜角度θ´として測定する。具体的には、DMD36上の第1行目第512列目のマイクロミラー58、及び第256行目第512列目のマイクロミラー58をオン状態とし、それぞれに対応する被露光面上の光点P(1,512)及びP(256,512)の位置を検出し、それらを結ぶ直線と露光ヘッドの走査方向とがなす角度を実傾斜角度θ´として特定する。
-Specification of actual inclination angle θ'-
FIG. 11 is a top view showing the positional relationship between the exposure area 32 by one DMD 36 and the corresponding slit 28. The size of the slit 28 is set to sufficiently cover the width of the exposure area 32.
In the example of the present embodiment (1), the angle formed by the 512th light spot row positioned substantially at the center of the exposure area 32 and the scanning direction of the exposure head 30 is measured as the actual inclination angle θ ′. . Specifically, the micromirrors 58 in the first row and the 512th column on the DMD 36 and the micromirrors 58 in the 256th row and the 512th column are turned on, and the light spots on the exposure surface corresponding to each of the micromirrors 58 are turned on. The positions of P (1,512) and P (256,512) are detected, and the angle formed by the straight line connecting them and the scanning direction of the exposure head is specified as the actual inclination angle θ ′.
図12は、光点P(256,512)の位置の検出手法を説明した上面図である。
まず、第256行目第512列目のマイクロミラー58を点灯させた状態で、ステージ14をゆっくり移動させてスリット28をY軸方向に沿って相対移動させ、光点P(256,512)が上流側のスリット28aと下流側のスリット28bの間に来るような任意の位置に、スリット28を位置させる。このときのスリット28aとスリット28bとの交点の座標を(X0,Y0)とする。この座標(X0,Y0)の値は、ステージ14に与えられた駆動信号が示す上記の位置までのステージ14の移動距離、及び、既知であるスリット28のX方向位置から決定され、記録される。
FIG. 12 is a top view illustrating a method for detecting the position of the light spot P (256, 512).
First, in a state where the micromirror 58 in the 256th row and the 512th column is turned on, the stage 14 is slowly moved to relatively move the slit 28 along the Y-axis direction, and the light spot P (256, 512) is changed. The slit 28 is positioned at an arbitrary position so as to be between the upstream slit 28a and the downstream slit 28b. At this time, the coordinates of the intersection of the slit 28a and the slit 28b are (X0, Y0). The value of this coordinate (X0, Y0) is determined and recorded from the movement distance of the stage 14 to the position indicated by the drive signal given to the stage 14 and the known X-direction position of the slit 28. .
次に、ステージ14を移動させ、スリット28をY軸に沿って図12における右方に相対移動させる。そして、図12において二点鎖線で示すように、光点P(256,512)の光が左側のスリット28bを通過して光検出器で検出されたところでステージ14を停止させる。このときのスリット28aとスリット28bとの交点の座標(X0,Y1)を、光点P(256,512)の位置として記録する。 Next, the stage 14 is moved, and the slit 28 is relatively moved to the right in FIG. 12 along the Y axis. Then, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 12, the stage 14 is stopped when the light at the light spot P (256, 512) passes through the left slit 28b and is detected by the photodetector. The coordinates (X0, Y1) of the intersection of the slit 28a and the slit 28b at this time are recorded as the position of the light spot P (256, 512).
次いで、ステージ14を反対方向に移動させ、スリット28をY軸に沿って図12における左方に相対移動させる。そして、図12において二点鎖線で示すように、光点P(256,512)の光が右側のスリット28aを通過して光検出器で検出されたところでステージ14を停止させる。このときのスリット28aとスリット28bとの交点の座標(X0,Y2)を光点P(256,512)の位置として記録する。 Next, the stage 14 is moved in the opposite direction, and the slit 28 is relatively moved to the left in FIG. 12 along the Y axis. Then, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 12, the stage 14 is stopped when the light at the light spot P (256, 512) passes through the right slit 28a and is detected by the photodetector. The coordinates (X0, Y2) of the intersection of the slit 28a and the slit 28b at this time are recorded as the position of the light spot P (256, 512).
以上の測定結果から、光点P(256,512)の被露光面上における位置を示す座標(X,Y)を、X=X0+(Y1−Y2)/2、Y=(Y1+Y2)/2の計算により決定する。同様の測定により、P(1,512)の位置を示す座標も決定し、それぞれの座標を結ぶ直線と、露光ヘッド30の走査方向とがなす傾斜角度を導出し、これを実傾斜角度θ´として特定する。 From the above measurement results, the coordinates (X, Y) indicating the position of the light spot P (256, 512) on the surface to be exposed are X = X0 + (Y1-Y2) / 2, Y = (Y1 + Y2) / 2. Determine by calculation. By the same measurement, coordinates indicating the position of P (1,512) are also determined, an inclination angle formed by a straight line connecting the respective coordinates and the scanning direction of the exposure head 30 is derived, and this is obtained as an actual inclination angle θ ′. As specified.
‐使用描素部の選択‐
このようにして特定された実傾斜角度θ´を用い、前記光検出器に接続された前記演算装置は、下記式4
ttanθ´=N(式4)
の関係を満たす値tに最も近い自然数Tを導出し、DMD36上の1行目からT行目のマイクロミラーを、本露光時に実際に使用するマイクロミラーとして選択する処理を行う。これにより、第512列目付近の露光領域において、理想的な2重露光に対して、露光過多となる領域と、露光不足となる領域との面積合計が最小となるようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
-Selection of used pixel part-
The arithmetic unit connected to the photodetector using the actual inclination angle θ ′ specified in this way is
ttanθ ′ = N (Formula 4)
The natural number T closest to the value t satisfying the above relationship is derived, and the first to T-th row micromirrors on the DMD 36 are selected as micromirrors that are actually used during the main exposure. As a result, in the exposure region near the 512th column, a micromirror that minimizes the total area of the overexposed region and the underexposed region with respect to the ideal double exposure is actually obtained. It can be selected as a micromirror to be used for.
ここで、上記の値tに最も近い自然数を導出することに代えて、値t以上の最小の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第512列目付近の露光領域において、理想的な2重露光に対して、露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不足となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
また、値t以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第512列目付近の露光領域において、理想的な2重露光に対して、露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
Here, instead of deriving the natural number closest to the above value t, the minimum natural number equal to or greater than the value t may be derived. In that case, in the exposure region near the 512th column, a micromirror that minimizes the area of the overexposed region and does not produce an underexposed region with respect to ideal double exposure. It can be selected as a micromirror to be actually used.
It is also possible to derive the maximum natural number equal to or less than the value t. In that case, in the exposure region near the 512th row, a micromirror that minimizes the area of the underexposed region and does not produce an overexposed region with respect to ideal double exposure, It can be selected as a micromirror to be actually used.
図13は、上記のようにして実際に使用するマイクロミラーとして選択されたマイクロミラーが生成した光点のみを用いて行った露光において、図10に示した被露光面上のむらがどのように改善されるかを示した説明図である。
この例では、上記の自然数TとしてT=253が導出され、第1行目から第253行目のマイクロミラーが選択されたものとする。選択されなかった第254行目から第256行目のマイクロミラーに対しては、前記描素部制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しない。図13に示すとおり、第512列目付近の露光領域では、露光過多及び露光不足は、ほぼ完全に解消され、理想的な2重露光に極めて近い均一な露光が実現される。
FIG. 13 shows how the unevenness on the exposed surface shown in FIG. 10 is improved in the exposure performed using only the light spot generated by the micromirror selected as the micromirror to be actually used as described above. It is explanatory drawing which showed what was done.
In this example, it is assumed that T = 253 is derived as the natural number T and the micromirrors in the first row to the 253rd row are selected. For the micromirrors in the 254th to 256th lines that are not selected, the pixel part control means sends a signal for setting the angle to the always-off state. Not involved in exposure. As shown in FIG. 13, in the exposure region near the 512th column, overexposure and underexposure are almost completely eliminated, and uniform exposure very close to ideal double exposure is realized.
一方、図13の左方の領域(図中のc(1)付近)では、前記角度歪みにより、被露光面上における光点列の傾斜角度が中央付近(図中のc(512)付近)の領域における光線列の傾斜角度よりも小さくなっている。したがって、c(512)を基準として測定された実傾斜角度θ´に基づいて選択されたマイクロミラーのみによる露光では、偶数列による露光パターン及び奇数列による露光パターンのそれぞれにおいて、理想的な2重露光に対して露光不足となる領域がわずかに生じてしまう。
しかしながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光量不足となる領域が互いに補完され、前記角度歪みによる露光むらを、2重露光による埋め合わせの効果で最小とすることができる。
On the other hand, in the left region of FIG. 13 (near c (1) in the figure), the inclination angle of the light spot sequence on the exposed surface is near the center (near c (512) in the figure) due to the angular distortion. This is smaller than the inclination angle of the light beam row in the region. Therefore, in the exposure using only the micromirror selected based on the actual inclination angle θ ′ measured with c (512) as a reference, an ideal double is applied to each of the exposure pattern of the even-numbered column and the exposure pattern of the odd-numbered column. An area that is underexposed with respect to the exposure is slightly generated.
However, in the actual exposure pattern in which the exposure pattern of the odd-numbered columns and the exposure pattern of the even-numbered columns shown in FIG. The effect of offsetting can be minimized.
また、図13の右方の領域(図中のc(1024)付近)では、前記角度歪みにより、被露光面上における光線列の傾斜角度が、中央付近(図中のc(512)付近)の領域における光線列の傾斜角度よりも大きくなっている。したがって、c(512)を基準として測定された実傾斜角度θ´に基づいて選択されたマイクロミラーによる露光では、図に示すように、理想的な2重露光に対して露光過多となる領域がわずかに生じてしまう。
しかしながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光過多となる領域が互いに補完され、前記角度歪による濃度むらを、2重露光による埋め合わせの効果で最小とすることができる。
Further, in the region on the right side of FIG. 13 (near c (1024) in the figure), the inclination angle of the light beam on the exposed surface is near the center (near c (512) in the figure) due to the angular distortion. It is larger than the inclination angle of the light beam row in the region. Therefore, in the exposure with the micromirror selected based on the actual inclination angle θ ′ measured with c (512) as a reference, as shown in the figure, there is an overexposed region with respect to the ideal double exposure. It will occur slightly.
However, in the actual exposure pattern formed by overlaying the exposure pattern of the odd-numbered columns and the exposure pattern of the even-numbered columns shown in the figure, the regions that are overexposed are complemented with each other, and the density unevenness due to the angular distortion is caused by the double exposure. The effect of offsetting can be minimized.
本実施形態(1)では、上述のとおり、第512列目の光線列の実傾斜角度θ´が測定され、該実傾斜角度θ´を用い、前記式(4)により導出されたTに基づいて使用するマイクロミラー58を選択したが、前記実傾斜角度θ´の特定方法としては、複数の描素部の列方向(光点列)と、前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度をそれぞれ測定し、それらの平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを実傾斜角度θ´として特定し、前記式4等によって実際の露光時に実際に使用するマイクロミラーを選択する形態としてもよい。
前記平均値又は前記中央値を実傾斜角度θ´とすれば、理想的なN重露光に対して露光過多となる領域と露光不足となる領域とのバランスがよい露光を実現することができる。例えば、露光過多となる領域と、露光量不足となる領域との合計面積が最小に抑えられ、かつ、露光過多となる領域の描素単位数(光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数(光点数)とが等しくなるような露光を実現することが可能である。
また、前記最大値を実傾斜角度θ´とすれば、理想的なN重露光に対して露光過多となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光不足となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光過多となる領域が生じないような露光を実現することが可能である。
さらに、前記最小値を実傾斜角度θ´とすれば、理想的なN重露光に対して露光不足となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光過多となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光不足となる領域が生じないような露光を実現することが可能である。
In the present embodiment (1), as described above, the actual inclination angle θ ′ of the 512th ray array is measured, and based on the T derived from the equation (4) using the actual inclination angle θ ′. The micro-mirror 58 to be used is selected. However, as a method of specifying the actual inclination angle θ ′, a plurality of actual directions formed by the column direction (light spot column) of the plurality of image elements and the scanning direction of the exposure head are used. Each of the tilt angles is measured, and any one of the average value, median value, maximum value, and minimum value is specified as an actual tilt angle θ ′. It is good also as a form to select.
When the average value or the median value is set to the actual inclination angle θ ′, it is possible to realize exposure with a good balance between an overexposed area and an underexposed area with respect to an ideal N-fold exposure. For example, the total area of the overexposed region and the underexposed region is minimized, and the number of pixel units (number of light spots) in the overexposed region and the underexposed region are drawn. It is possible to realize exposure such that the number of prime units (number of light spots) is equal.
Further, if the maximum value is set to the actual inclination angle θ ′, it is possible to realize an exposure that places more importance on eliminating an overexposed region with respect to an ideal N double exposure, for example, an underexposure. It is possible to realize exposure that minimizes the area of the region and does not generate an overexposed region.
Further, if the minimum value is set to the actual inclination angle θ ′, it is possible to realize exposure that places more importance on eliminating underexposed areas with respect to ideal N-fold exposure, for example, overexposure. It is possible to realize exposure that minimizes the area of the region and does not cause a region that is underexposed.
一方、前記実傾斜角度θ´の特定は、同一の描素部の列(光点列)中の少なくとも2つの光点の位置に基づく方法に限定されない。例えば、同一描素部列c(n)中の1つ又は複数の光点の位置と、該c(n)近傍の列中の1つ又は複数の光点の位置とから求めた角度を、実傾斜角度θ´として特定してもよい。
具体的には、c(n)中の1つの光点位置と、露光ヘッドの走査方向に沿って直線上かつ近傍の光点列に含まれる1つ又は複数の光点位置とを検出し、これらの位置情報から、実傾斜角度θ´を求めることができる。さらに、c(n)列近傍の光点列中の少なくとも2つの光点(たとえば、c(n)を跨ぐように配置された2つの光点)の位置に基づいて求めた角度を、実傾斜角度θ´として特定してもよい。
On the other hand, the specification of the actual inclination angle θ ′ is not limited to the method based on the positions of at least two light spots in the same pixel part row (light spot row). For example, the angle obtained from the position of one or more light spots in the same pixel part sequence c (n) and the position of one or more light spots in a row near the c (n), The actual inclination angle θ ′ may be specified.
Specifically, one light spot position in c (n) and one or a plurality of light spot positions included in a light spot row on a straight line and in the vicinity along the scanning direction of the exposure head are detected. The actual inclination angle θ ′ can be obtained from the position information. Further, the angle obtained based on the position of at least two light spots (for example, two light spots arranged so as to straddle c (n)) in the light spot array in the vicinity of the c (n) array is an actual inclination. You may specify as angle (theta) '.
以上のように、露光装置10を用いた本実施形態(1)の使用描素部の指定方法によれば、各露光ヘッドの取付角度誤差やパターン歪みの影響による解像度のばらつきや濃度のむらを軽減し、理想的なN重露光を実現することができる。 As described above, according to the specification method of the used pixel portion of the present embodiment (1) using the exposure apparatus 10, resolution variation and density unevenness due to the influence of the mounting angle error of each exposure head and pattern distortion are reduced. In addition, an ideal N-fold exposure can be realized.
(2)複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法<1>
本実施形態(2)では、露光装置10により、感光材料12に対して2重露光を行う場合であって、複数の露光ヘッド30により形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド3012と3021)のX軸方向に関する相対位置の、理想的な状態からのずれに起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な2重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。
(2) Method for designating used pixel parts between a plurality of exposure heads <1>
In the present embodiment (2), the exposure apparatus 10 performs double exposure on the photosensitive material 12, and is an overlapping exposure area on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads 30. In the connection region, the variation in resolution and density unevenness due to the deviation of the relative positions of the two exposure heads (for example, exposure heads 30 12 and 30 21 ) in the X-axis direction from the ideal state are reduced, and the ideal A description will be given of a method for designating a used pixel portion for realizing a typical double exposure.
各露光ヘッド30すなわち各DMD36の設定傾斜角度θとしては、露光ヘッド30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な1024列×256行の描素部マイクロミラー58を使用してちょうど2重露光となる角度θidealを採用するものとする。
この角度θidealは、上記の実施形態(1)と同様にして前記式1〜3から求められる。本実施形態(2)において、露光装置10は、各露光ヘッド30すなわち各DMD36の取付角度がこの角度θidealとなるように、初期調整されているものとする。
As the set inclination angle θ of each exposure head 30, that is, each DMD 36, the usable pixel portion micromirror 58 of 1024 columns × 256 rows is used if there is no ideal mounting angle error of the exposure head 30. Then, it is assumed that an angle θ ideal that is exactly double exposure is adopted.
This angle θ ideal is obtained from the above equations 1 to 3 in the same manner as in the above embodiment (1). In the present embodiment (2), it is assumed that the exposure apparatus 10 is initially adjusted so that the mounting angle of each exposure head 30, that is, each DMD 36 becomes this angle θ ideal .
図14は、上記のように初期調整された露光装置10において、2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド3012と3021)のX軸方向に関する相対位置の、理想的な状態からのずれの影響により、被露光面上のパターンに生じる濃度むらの例を示した説明図である。各露光ヘッドのX軸方向に関する相対位置のずれは、露光ヘッド間の相対位置の微調整が困難であるために生じ得るものである。 FIG. 14 shows the influence of the deviation of the relative positions of the two exposure heads (for example, exposure heads 30 12 and 30 21 ) in the X-axis direction from the ideal state in the exposure apparatus 10 initially adjusted as described above. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of density unevenness generated in a pattern on the exposed surface. The displacement of the relative position of each exposure head in the X-axis direction can occur because it is difficult to finely adjust the relative position between the exposure heads.
図14の上段部分は、ステージ14を静止させた状態で感光材料12の被露光面上に投影される、露光ヘッド3012と3021が有するDMD36の使用可能なマイクロミラー58からの光点群のパターンを示した図である。図14の下段部分は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、露光エリア3212と3221について示したものである。
なお、図14では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー58の1列おきの露光パターンを、画素列群Aによる露光パターンと画素列群Bによる露光パターンとに分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら2つの露光パターンを重ね合わせたものである。
14 is projected onto the exposed surface of the photosensitive material 12 in a state where the stage 14 is stationary, the light spot group from the usable micromirror 58 of the DMD 36 of the exposure heads 30 12 and 30 21. It is the figure which showed these patterns. The lower part of FIG. 14 shows the exposure pattern formed on the exposed surface when the stage 14 is moved and the continuous exposure is performed with the light spot group pattern as shown in the upper part appearing. The state is shown for exposure areas 32 12 and 32 21 .
In FIG. 14, for convenience of explanation, every other exposure pattern of the micromirrors 58 that can be used is divided into an exposure pattern based on the pixel column group A and an exposure pattern based on the pixel column group B. The actual exposure pattern on the exposed surface is a superposition of these two exposure patterns.
図14の例では、上記したX軸方向に関する露光ヘッド3012と3021との間の相対位置の、理想的な状態からのずれの結果として、画素列群Aによる露光パターンと画素列群Bによる露光パターンとの双方で、露光エリア3212と3221の前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な2重露光の状態よりも露光量過多な部分が生じてしまっている。 In the example of FIG. 14, the exposure pattern by the pixel column group A and the pixel column group B as a result of the deviation of the relative position between the exposure heads 30 12 and 30 21 in the X-axis direction from the ideal state. In both of the above exposure patterns, a portion where the exposure amount is larger than the ideal double exposure state occurs in the connection area between the heads in the exposure areas 32 12 and 32 21 .
上記したような、複数の前記露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域に現れる濃度むらを軽減するために、本実施形態(2)では、前記光点位置検出手段としてスリット28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド3012と3021からの光点群のうち、被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を構成する光点のいくつかについて、その位置(座標)を検出する。該位置(座標)に基づいて、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。 In order to reduce density unevenness appearing in the inter-head connecting region formed on the exposed surface by the plurality of exposure heads as described above, in this embodiment (2), a slit is used as the light spot position detecting means. 28 and a set of photodetectors, the positions of some of the light spots constituting the connecting area between the heads formed on the exposed surface among the light spot groups from the exposure heads 30 12 and 30 21. Detect (coordinates). Based on the position (coordinates), processing for selecting a micromirror to be used for actual exposure is performed using an arithmetic unit connected to the photodetector as the pixel portion selection means.
−位置(座標)の検出−
図15は、図14と同様の露光エリア3212及び3221と、対応するスリット28との位置関係を示した上面図である。スリット28の大きさは、露光ヘッド3012と3021による露光済み領域34間の重複部分の幅を十分覆う大きさ、すなわち、露光ヘッド3012と3021により被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を十分覆う大きさとされている。
-Detection of position (coordinates)-
FIG. 15 is a top view showing the positional relationship between the exposure areas 32 12 and 32 21 similar to those in FIG. 14 and the corresponding slits 28. The size of the slit 28 is large enough to cover the width of the overlapping portion between the exposed areas 34 by the exposure heads 30 12 and 30 21 , that is, the slit 28 is formed on the exposed surface by the exposure heads 30 12 and 30 21. The size is sufficient to cover the connection area between the heads.
図16は、一例として露光エリア3221の光点P(256,1024)の位置を検出する際の検出手法を説明した上面図である。
まず、第256行目第1024列目のマイクロミラーを点灯させた状態で、ステージ14をゆっくり移動させてスリット28をY軸方向に沿って相対移動させ、光点P(256,1024)が上流側のスリット28aと下流側のスリット28bの間に来るような任意の位置に、スリット28を位置させる。このときのスリット28aとスリット28bとの交点の座標を(X0,Y0)とする。この座標(X0,Y0)の値は、ステージ14に与えられた駆動信号が示す上記の位置までのステージ14の移動距離、及び、既知であるスリット28のX方向位置から決定され、記録される。
Figure 16 is a top view for explaining a detection method of detecting the position of a point P of the exposure area 32 21 as an example (256, 1024).
First, with the micromirror in the 256th row and the 1024th column turned on, the stage 14 is slowly moved to move the slit 28 relatively along the Y-axis direction, and the light spot P (256, 1024) is upstream. The slit 28 is positioned at an arbitrary position so as to be between the slit 28a on the side and the slit 28b on the downstream side. At this time, the coordinates of the intersection of the slit 28a and the slit 28b are (X0, Y0). The value of this coordinate (X0, Y0) is determined and recorded from the movement distance of the stage 14 to the position indicated by the drive signal given to the stage 14 and the known X-direction position of the slit 28. .
次に、ステージ14を移動させ、スリット28をY軸に沿って図16における右方に相対移動させる。そして、図16において二点鎖線で示すように、光点P(256,1024)の光が左側のスリット28bを通過して光検出器で検出されたところでステージ14を停止させる。このときのスリット28aとスリット28bとの交点の座標(X0,Y1)を、光点P(256,1024)の位置として記録する。 Next, the stage 14 is moved, and the slit 28 is relatively moved to the right in FIG. 16 along the Y axis. Then, as indicated by the two-dot chain line in FIG. 16, the stage 14 is stopped when the light at the light spot P (256, 1024) passes through the left slit 28b and is detected by the photodetector. The coordinates (X0, Y1) of the intersection of the slit 28a and the slit 28b at this time are recorded as the position of the light spot P (256, 1024).
次いで、ステージ14を反対方向に移動させ、スリット28をY軸に沿って図16における左方に相対移動させる。そして、図16において二点鎖線で示すように、光点P(256,1024)の光が右側のスリット28aを通過して光検出器で検出されたところでステージ14を停止させる。このときのスリット28aとスリット28bとの交点の座標(X0,Y2)を、光点P(256,1024)として記録する。 Next, the stage 14 is moved in the opposite direction, and the slit 28 is relatively moved to the left in FIG. 16 along the Y axis. Then, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 16, the stage 14 is stopped when the light at the light spot P (256, 1024) passes through the right slit 28a and is detected by the photodetector. The coordinates (X0, Y2) of the intersection of the slit 28a and the slit 28b at this time are recorded as the light spot P (256, 1024).
以上の測定結果から、光点P(256,1024)の被露光面における位置を示す座標(X,Y)を、X=X0+(Y1−Y2)/2、Y=(Y1+Y2)/2の計算により決定する。 From the above measurement results, the coordinates (X, Y) indicating the position of the light spot P (256, 1024) on the exposed surface are calculated as X = X0 + (Y1−Y2) / 2, Y = (Y1 + Y2) / 2. Determined by
−不使用描素部の特定−
図14の例では、まず、露光エリア3212の光点P(256,1)の位置を、上記の光点位置検出手段としてスリット28と光検出器の組により検出する。続いて、露光エリア3221の第256行目の光点行r(256)上の各光点の位置を、P(256,1024)、P(256,1023)・・・と順番に検出していき、露光エリア3212の光点P(256,1)よりも大きいX座標を示す露光エリア3221の光点P(256,n)が検出されたところで、検出動作を終了する。そして、露光エリア3221の光点光点列c(n+1)からc(1024)を構成する光点に対応するマイクロミラーを、本露光時に使用しないマイクロミラー(不使用描素部)として特定する。
例えば、図14において、露光エリア3221の光点P(256,1020)が、露光エリア3212の光点P(256,1)よりも大きいX座標を示し、その露光エリア3221の光点P(256,1020)が検出されたところで検出動作が終了したとすると、図17において斜線で覆われた部分70に相当する露光エリア3221の第1021行から第1024行を構成する光点に対応するマイクロミラーが、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定される。
-Identification of unused pixel parts-
In the example of FIG. 14, first, the position of the point P of the exposure area 32 12 (256,1) is detected by a set of slits 28 and a photodetector as the light spot position detecting unit. Subsequently, the position of each light spot on the 256 line of light spots row r of the exposure area 32 21 (256), P ( 256,1024), to detect the P (256,1023) ··· and order periodically, where the exposure area 32 21 of point P indicating the exposure area 32 12 point P (256,1) larger X coordinate than the (256, n) is detected, and terminates the detecting operation. Then, to identify the micro mirrors corresponding to light spots constituting the c (1024) from the point light spot column c of the exposure area 32 21 (n + 1), as a micro-mirror is not used during the exposure (unused pixel parts) .
For example, in FIG. 14, the exposure area 32 21 point P (256,1020) is shows a larger X coordinate than the point P of the exposure area 32 12 (256,1) of the exposure area 32 21 spot If P (256,1020) is that the detection operation at the detected ended, the light spots constituting the first 1024 lines from the 1021 line of exposure area 32 21, corresponding to the portion 70 covered with hatched in FIG. 17 The corresponding micromirror is identified as a micromirror that is not used during the main exposure.
次に、N重露光の数Nに対して、露光エリア3212の光点P(256,N)の位置が検出される。本実施形態(2)では、N=2であるので、光点P(256,2)の位置が検出される。
続いて、露光エリア3221の光点列のうち、上記で本露光時に使用しないマイクロミラーに対応する光点列として特定されたものを除き、最も右側の第1020列を構成する光点の位置を、P(1,1020)から順番にP(1,1020)、P(2,1020)・・・と検出していき、露光エリア3212の光点P(256,2)よりも大きいX座標を示す光点P(m,1020)が検出されたところで、検出動作を終了する。
その後、前記光検出器に接続された演算装置において、露光エリア3212の光点P(256,2)のX座標と、露光エリア3221の光点P(m,1020)及びP(m−1,1020)のX座標とが比較され、露光エリア3221の光点P(m,1020)のX座標の方が露光エリア3212の光点P(256,2)のX座標に近い場合は、露光エリア3221の光点P(1,1020)からP(m−1,1020)に対応するマイクロミラーが本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定される。
また、露光エリア3221の光点P(m−1,1020)のX座標の方が露光エリア3212の光点P(256,2)のX座標に近い場合は、露光エリア3221の光点P(1,1020)からP(m−2,1020)に対応するマイクロミラーが、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。
さらに、露光エリア3212の光点P(256,N−1)すなわち光点P(256,1)の位置と、露光エリア3221の次列である第1019列を構成する各光点の位置についても、同様の検出処理及び使用しないマイクロミラーの特定が行われる。
Next, the number N of the N multiple exposure, the position of the point P of the exposure area 32 12 (256, N) is detected. In this embodiment (2), since N = 2, the position of the light spot P (256, 2) is detected.
Then, among the light spot columns of the exposure area 32 21, except those identified as light spots string corresponding to the micromirrors is not used during the exposure in the above, the position of the light spot constituting the rightmost 1020 column a, P (1,1020) in order from P (1,1020), P (2,1020 ) ··· and continue to detection, greater than the point P of the exposure area 32 12 (256,2) X When the light spot P (m, 1020) indicating the coordinates is detected, the detection operation is terminated.
Thereafter, the connected operational devices to said light detector, and X-coordinate of the exposure area 32 12 of the light spot P (256, two), point P of the exposure area 32 21 (m, 1020) and P (m- and X-coordinate of 1,1020) are compared, if the direction of the X coordinate of the point P of the exposure area 32 21 (m, 1020) is closer to the X coordinate of the point P in the exposure area 32 12 (256, 2) a micro mirror corresponding to P (m-1,1020) from point P of the exposure area 32 21 (1,1020) is identified as a micro-mirror is not used during the exposure.
Also, if the direction of the X coordinate of the point P of the exposure area 32 21 (m-1,1020) is close to the X-coordinate of the point P in the exposure area 32 12 (256, 2), the light of the exposure area 32 21 Micromirrors corresponding to points P (1, 1020) to P (m−2, 1020) are specified as micromirrors that are not used for the main exposure.
Furthermore, the position of the point P of the exposure area 32 12 (256, N-1 ) That point P (256,1), the position of each point constituting the first 1019 column is the next row of the exposure area 32 21 The same detection process and identification of micromirrors that are not used are also performed.
その結果、たとえば、図17において網掛けで覆われた領域72を構成する光点に対応するマイクロミラーが、実際の露光時に使用しないマイクロミラーとして追加される。これらのマイクロミラーには、常時、そのマイクロミラーの角度をオフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に使用されない。 As a result, for example, micromirrors corresponding to the light spots that form the shaded area 72 in FIG. 17 are added as micromirrors that are not used during actual exposure. These micromirrors are always signaled to set the micromirror angle to the off-state angle, and these micromirrors are substantially not used for exposure.
このように、実際の露光時に使用しないマイクロミラーを特定し、該使用しないマイクロミラーを除いたものを、実際の露光時に使用するマイクロミラーとして選択することにより、露光エリア3212と3221の前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができ、図17の下段に示すように、理想的な2重露光に極めて近い均一な露光を実現することができる。 As described above, the micromirrors that are not used at the time of actual exposure are identified, and the micromirrors that are not used at the time of actual exposure are selected as the micromirrors that are used at the time of actual exposure, whereby the exposure areas 32 12 and 32 21 In the connecting area between the heads, the total area of the overexposed area and the underexposed area with respect to the ideal double exposure can be minimized. As shown in the lower part of FIG. Uniform exposure extremely close to double exposure can be realized.
なお、上記の例においては、図17において網掛けで覆われた領域72を構成する光点の特定に際し、露光エリア3212の光点P(256,2)のX座標と、露光エリア3221の光点P(m,1020)及びP(m−1,1020)のX座標との比較を行わずに、ただちに、露光エリア3221の光点P(1,1020)からP(m−2,1020)に対応するマイクロミラーを、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な2重露光に対して露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不足となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
また、露光エリア3221の光点P(1,1020)からP(m−1,1020)に対応するマイクロミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な2重露光に対して露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
さらに、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な2重描画に対して露光過多となる領域の描素単位数(光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数(光点数)とが等しくなるように、実際に使用するマイクロミラーを選択することとしてもよい。
In the above example, upon the particular light spots constituting the regions 72 covered with hatched in FIG. 17, the X coordinate of the point P in the exposure area 32 12 (256, 2), the exposure area 32 21 of the light spot P (m, 1020) and P (m-1,1020) without comparison of the X-coordinate of the immediately, P from point P of the exposure area 32 21 (1,1020) (m- 2 , 1020) may be specified as a micromirror that is not used during the main exposure. In that case, in the connecting area between the heads, a micromirror is actually used that minimizes the area of the overexposed area with respect to the ideal double exposure and does not generate an underexposed area. It can be selected as a micromirror.
Further, the micro-mirrors corresponding to P (m-1,1020) from point P of the exposure area 32 21 (1,1020), it may be specified as micro mirrors not used in this exposure. In that case, in the connecting region between the heads, a micromirror is used in which the area of the region that is underexposed with respect to the ideal double exposure is minimized and the region that is not overexposed does not occur. It can be selected as a micromirror.
Further, in the connecting area between the heads, the number of pixel units (the number of light points) in an area that is overexposed with respect to an ideal double drawing and the number of pixel units (the number of light points) in an area that is underexposed. It is good also as selecting the micromirror actually used so that it may become equal.
以上のように、露光装置10を用いた本実施形態(2)の使用描素部の指定方法によれば、複数の露光ヘッドのX軸方向に関する相対位置のずれに起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的なN重露光を実現することができる。 As described above, according to the method for designating the used pixel portion of the present embodiment (2) using the exposure apparatus 10, the resolution variation and the density due to the relative position shift in the X-axis direction of the plurality of exposure heads. Unevenness can be reduced and ideal N-fold exposure can be realized.
(3)複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法<2>
本実施形態(3)では、露光装置10により、感光材料12に対して2重露光を行う場合であって、複数の露光ヘッド30により形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド3012と3021)のX軸方向に関する相対位置の理想的な状態からのずれ、並びに各露光ヘッドの取付角度誤差、及び2つの露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な2重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。
(3) Specification method of used pixel parts between a plurality of exposure heads <2>
In the present embodiment (3), the exposure apparatus 10 performs double exposure on the photosensitive material 12 and is an overlapped exposure area on the exposed surface formed by a plurality of exposure heads 30. In the joint region, the relative position of the two exposure heads (for example, exposure heads 30 12 and 30 21 ) from the ideal state in the X-axis direction, the mounting angle error of each exposure head, and the distance between the two exposure heads A description will be given of a method for designating a used pixel part for reducing the variation in resolution and density unevenness due to the relative mounting angle error of the lens and realizing ideal double exposure.
各露光ヘッド30すなわち各DMD36の設定傾斜角度としては、露光ヘッド30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な1024列×256行の描素部(マイクロミラー58)を使用してちょうど2重露光となる角度θidealよりも若干大きい角度を採用するものとする。
この角度θidealは、前記式1〜3を用いて上記(1)の実施形態と同様にして求められる値であり、本実施形態では、上記のとおりs=256、N=2であるので、角度θidealは約0.45度である。したがって、設定傾斜角度θとしては、たとえば0.50度程度の角度を採用するとよい。露光装置10は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド30すなわち各DMD36の取付角度がこの設定傾斜角度θに近い角度となるように、初期調整されているものとする。
As the set tilt angle of each exposure head 30, that is, each DMD 36, in an ideal state where there is no mounting angle error of the exposure head 30, a usable 1024 column × 256 row pixel element (micromirror 58) is provided. It is assumed that an angle slightly larger than the angle θ ideal that is used for exactly double exposure is adopted.
This angle θ ideal is a value obtained in the same manner as the above embodiment (1) using the above equations 1 to 3, and in this embodiment, s = 256 and N = 2 as described above. The angle θ ideal is about 0.45 degrees. Therefore, for example, an angle of about 0.50 degrees may be employed as the set inclination angle θ. It is assumed that the exposure apparatus 10 is initially adjusted so that the mounting angle of each exposure head 30, that is, each DMD 36 is close to the set inclination angle θ within an adjustable range.
図18は、上記のように各露光ヘッド30すなわち各DMD36の取付角度が初期調整された露光装置10において、2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド3012と3021)の取付角度誤差、並びに各露光ヘッド3012と3021間の相対取付角度誤差及び相対位置のずれの影響により、被露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。 FIG. 18 shows the mounting angle errors of two exposure heads (for example, exposure heads 30 12 and 30 21 ) in the exposure apparatus 10 in which the mounting angles of the exposure heads 30, that is, the DMDs 36 are initially adjusted as described above. It is an explanatory view showing an example of unevenness generated in a pattern on an exposed surface due to the influence of the relative mounting angle error between the exposure heads 30 12 and 30 21 and the shift of the relative position.
図18の例では、図14の例と同様の、X軸方向に関する露光ヘッド3012と3021の相対位置のずれの結果として、一列おきの光点群(画素列群A及びB)による露光パターンの双方で、露光エリア3212と3221の被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域において、理想的な2重露光の状態よりも露光量過多な領域74が生じ、これが濃度むらを引き起こしている。
さらに、図18の例では、各露光ヘッドの設定傾斜角度θを前記式(1)を満たす角度θidealよりも若干大きくしたことによる結果、及び各露光ヘッドの取付角度の微調整が困難であるために、実際の取付角度が上記の設定傾斜角度θからずれてしまったことの結果として、被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域以外の領域でも、一列おきの光点群(画素列群A及びB)による露光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域である描素部列間つなぎ領域において、理想的な2重露光の状態よりも露光過多となる領域76が生じ、これがさらなる濃度むらを引き起こしている。
In the example of FIG. 18, as in the example of FIG. 14, as a result of the shift of the relative positions of the exposure heads 30 12 and 30 21 in the X-axis direction, exposure by every other light spot group (pixel column groups A and B) is performed. In both exposure patterns 32 12 and 32 21 , the exposure amount overlaps on the coordinate axis perpendicular to the scanning direction of the exposure head on the exposed surface of the exposure areas 32 12 and 32 21 , which is more than the ideal double exposure state. A region 74 is generated, which causes uneven density.
Further, in the example of FIG. 18, it is difficult to finely adjust the result of setting the tilt angle θ of each exposure head slightly larger than the angle θ ideal satisfying the formula (1) and the mounting angle of each exposure head. Therefore, as a result of the actual mounting angle deviating from the set inclination angle θ, even in regions other than the exposure region overlapping on the coordinate axis orthogonal to the scanning direction of the exposure head on the exposed surface, In the connection region between the pixel part columns, which is an overlapped exposure region on the exposed surface, formed by a plurality of pixel part columns, both in the exposure pattern by every other light spot group (pixel column groups A and B). A region 76 that is overexposed than the ideal double exposure state is generated, and this causes further density unevenness.
本実施形態(3)では、まず、各露光ヘッド3012と3021の取付角度誤差及び相対取付角度のずれの影響による濃度むらを軽減するための使用画素選択処理を行う。
具体的には、前記光点位置検出手段としてスリット28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド3012と3021のそれぞれについて、実傾斜角度θ´を特定し、該実傾斜角度θ´に基づき、前記描素部選択手段として光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
In this embodiment (3), first, the use pixel selection process for reducing the uneven density due to the influence of the deviation of the mounting angle error and relative mounting angle of the exposure heads 30 12 and 30 21.
Specifically, a set of a slit 28 and a photodetector is used as the light spot position detecting means, and an actual inclination angle θ ′ is specified for each of the exposure heads 30 12 and 30 21 , and the actual inclination angle θ ′ is set. Based on this, it is assumed that processing for selecting a micromirror to be used for actual exposure is performed using an arithmetic unit connected to a photodetector as the pixel part selection means.
−実傾斜角度θ´の特定−
実傾斜角度θ´の特定は、露光ヘッド3012ついては露光エリア3212内の光点P(1,1)とP(256,1)の位置を、露光ヘッド3021については露光エリア3221内の光点P(1,1024)とP(256,1024)の位置を、それぞれ上述した実施形態(2)で用いたスリット28と光検出器の組により検出し、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走査方向とがなす角度を測定することにより行われる。
-Specification of actual inclination angle θ'-
The actual inclination angle θ ′ is specified with respect to the positions of the light spots P (1, 1) and P (256, 1) in the exposure area 32 12 for the exposure head 30 12 and in the exposure area 32 21 for the exposure head 30 21 . The positions of the light spots P (1,1024) and P (256,1024) are detected by the combination of the slit 28 and the photodetector used in the above-described embodiment (2), and the inclination angle of the straight line connecting them. And the angle formed by the scanning direction of the exposure head.
−不使用描素部の特定−
そのようにして特定された実傾斜角度θ´を用いて、光検出器に接続された演算装置は、上述した実施形態(1)における演算装置と同様、下記式4
ttanθ´=N(式4)
の関係を満たす値tに最も近い自然数Tを、露光ヘッド3012と3021のそれぞれについて導出し、DMD36上の第(T+1)行目から第256行目のマイクロミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定する処理を行う。
例えば、露光ヘッド3012についてはT=254、露光ヘッド3021についてはT=255が導出されたとすると、図19において斜線で覆われた部分78及び80を構成する光点に対応するマイクロミラーが、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。これにより、露光エリア3212と3221のうちヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができる。
-Identification of unused pixel parts-
The arithmetic device connected to the photodetector using the actual inclination angle θ ′ thus specified is similar to the following equation 4 similar to the arithmetic device in the embodiment (1) described above.
ttanθ ′ = N (Formula 4)
The natural number T closest to the value t satisfying the above relationship is derived for each of the exposure heads 30 12 and 30 21 , and the micromirrors in the (T + 1) th to 256th rows on the DMD 36 are not used for the main exposure. Processing to identify as a micromirror is performed.
For example, T = 254 for the exposure head 30 12, when T = 255 was derived for the exposure head 3O21, micro mirrors corresponding to light spots constituting the parts 78 and 80 covered with hatched in FIG. 19 These are specified as micromirrors that are not used for the main exposure. As a result, in each of the exposure areas 32 12 and 32 21 other than the head-to-head connection area, the total area of the overexposed area and the underexposed area with respect to the ideal double exposure is minimized. be able to.
ここで、上記の値tに最も近い自然数を導出することに代えて、値t以上の最小の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光エリア3212と3221の、複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な2重露光に対して露光量過多となる面積が最小になり、かつ露光量不足となる面積が生じないようになすことができる。
あるいは、値t以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光エリア3212と3221の、複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な2重露光に対して露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようになすことができる。
複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な2重露光に対して、露光過多となる領域の描素単位数(光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数(光点数)とが等しくなるように、本露光時に使用しないマイクロミラーを特定することとしてもよい。
Here, instead of deriving the natural number closest to the above value t, the minimum natural number equal to or greater than the value t may be derived. In this case, exposure is performed for ideal double exposure in each of the exposure areas 32 12 and 32 21 other than the head-to-head connection area, which is an overlapping exposure area on the exposed surface formed by a plurality of exposure heads. It is possible to minimize the area where the amount is excessive and to prevent an area where the exposure amount is insufficient.
Or it is good also as deriving the maximum natural number below value t. In this case, exposure is performed for ideal double exposure in each of the exposure areas 32 12 and 32 21 other than the head-to-head connection area, which is an overlapping exposure area on the exposed surface formed by a plurality of exposure heads. It is possible to minimize the area of the insufficient region and prevent the region from being overexposed.
In each area other than the head-to-head connection area, which is an overlapping exposure area on the exposed surface formed by a plurality of exposure heads, the number of pixel units (light It is also possible to identify micromirrors that are not used during the main exposure so that the number of pixel units (the number of light points) in the underexposed region is equal to the number of points.
その後、図19において斜線で覆われた領域78及び80を構成する光点以外の光点に対応するマイクロミラーに関して、図14から17を用いて説明した本実施形態(3)と同様の処理がなされ、図19において斜線で覆われた領域82及び網掛けで覆われた領域84を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用しないマイクロミラーとして追加される。
これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しない。
Thereafter, with respect to the micromirrors corresponding to the light spots other than the light spots constituting the regions 78 and 80 covered with diagonal lines in FIG. 19, the same processing as that of the present embodiment (3) described with reference to FIGS. In FIG. 19, the micromirrors corresponding to the light spots constituting the shaded area 82 and the shaded area 84 are identified and added as micromirrors that are not used during the main exposure.
With respect to the micromirrors specified as not used at the time of exposure, the pixel element control means sends a signal for setting the angle to the always-off state, and these micromirrors are substantially exposed. Not involved.
以上のように、露光装置10を用いた本実施形態(3)の使用描素部の指定方法によれば、複数の露光ヘッドのX軸方向に関する相対位置のずれ、並びに各露光ヘッドの取付角度誤差、及び露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的なN重露光を実現することができる。 As described above, according to the method for designating the used picture element portion of the present embodiment (3) using the exposure apparatus 10, the relative position shifts in the X-axis direction of the plurality of exposure heads and the mounting angles of the exposure heads Variations in resolution and density unevenness due to errors and relative mounting angle errors between exposure heads can be reduced, and ideal N-fold exposure can be realized.
以上、露光装置10による使用描素部指定方法ついて詳細に説明したが、上記実施形態(1)〜(3)は一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。 Although the above-described drawing element portion specifying method by the exposure apparatus 10 has been described in detail, the above embodiments (1) to (3) are merely examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there.
また、上記の実施形態(1)〜(3)では、被露光面上の光点の位置を検出するための手段として、スリット28と単一セル型の光検出器の組を用いたが、これに限られずいかなる形態のものを用いてもよく、たとえば2次元検出器等を用いてもよい。 In the above embodiments (1) to (3), as a means for detecting the position of the light spot on the exposed surface, a set of the slit 28 and the single cell type photodetector is used. The present invention is not limited to this, and any form may be used. For example, a two-dimensional detector may be used.
さらに、上記の実施形態(1)〜(3)では、スリット28と光検出器の組による被露光面上の光点の位置検出結果から実傾斜角度θ´を求め、その実傾斜角度θ´に基づいて使用するマイクロミラーを選択したが、実傾斜角度θ´の導出を介さずに使用可能なマイクロミラーを選択する形態としてもよい。さらには、たとえばすべての使用可能なマイクロミラーを用いた参照露光を行い、参照露光結果の目視による解像度や濃度のむらの確認等により、操作者が使用するマイクロミラーを手動で指定する形態も、本発明の範囲に含まれるものである。 Further, in the above embodiments (1) to (3), the actual inclination angle θ ′ is obtained from the position detection result of the light spot on the exposed surface by the combination of the slit 28 and the photodetector, and the actual inclination angle θ ′ is obtained. The micromirrors to be used are selected based on the above, but a usable micromirror may be selected without the derivation of the actual inclination angle θ ′. Furthermore, for example, the reference exposure using all available micromirrors is performed, and the micromirror used by the operator is manually specified by checking the resolution and density unevenness by visual observation of the reference exposure results. It is included in the scope of the invention.
なお、被露光面上に生じ得るパターン歪みには、上記の例で説明した角度歪みの他にも、種々の形態が存在する。
一例としては、図20Aに示すように、DMD36上の各マイクロミラー58からの光線が、異なる倍率で露光面上の露光エリア32に到達してしまう倍率歪みの形態がある。
また、別の例として、図20Bに示すように、DMD36上の各マイクロミラー58からの光線が、異なるビーム径で被露光面上の露光エリア32に到達してしまうビーム径歪みの形態もある。これらの倍率歪み及びビーム径歪みは、主として、DMD36と被露光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれに起因して生じる。
さらに別の例として、DMD36上の各マイクロミラー58からの光線が、異なる光量で被露光面上の露光エリア32に到達してしまう光量歪みの形態もある。この光量歪みは、各種収差やアラインメントずれのほか、DMD36と被露光面間の光学要素(たとえば1枚レンズである図5のレンズ52及び54)の透過率の位置依存性や、DMD36自体による光量むらに起因して生じる。これらの形態のパターン歪みも、被露光面上に形成されるパターンに解像度や濃度のむらを生じさせる。
In addition to the angular distortion described in the above example, there are various forms of pattern distortion that can occur on the exposed surface.
As an example, as shown in FIG. 20A, there is a form of magnification distortion in which light rays from each micromirror 58 on the DMD 36 reach the exposure area 32 on the exposure surface at different magnifications.
As another example, as shown in FIG. 20B, there is a form of beam diameter distortion in which the light from each micromirror 58 on the DMD 36 reaches the exposure area 32 on the exposed surface with a different beam diameter. . These magnification distortion and beam diameter distortion are mainly caused by various aberrations and alignment deviation of the optical system between the DMD 36 and the exposed surface.
As yet another example, there is a form of light amount distortion in which light beams from the micromirrors 58 on the DMD 36 reach the exposure area 32 on the exposed surface with different light amounts. In addition to various aberrations and misalignment, this light amount distortion is caused by the positional dependence of the transmittance of the optical element between the DMD 36 and the exposed surface (for example, the lenses 52 and 54 in FIG. 5 which is a single lens) and the light amount by the DMD 36 itself. Caused by unevenness. These forms of pattern distortion also cause unevenness in resolution and density in the pattern formed on the exposed surface.
上記の実施形態(1)〜(3)によれば、本露光に実際に使用するマイクロミラーを選択した後の、これらの形態のパターン歪みの残留要素も、上記の角度歪みの残留要素と同様、多重露光による埋め合わせの効果で均すことができ、解像度や濃度のむらを、各露光ヘッドの露光領域全体にわたって軽減することができる。 According to the above embodiments (1) to (3), the residual elements of pattern distortion in these forms after selecting the micromirrors actually used for the main exposure are the same as the residual elements of angular distortion described above. It is possible to level out by the effect of filling by multiple exposure, and the unevenness of resolution and density can be reduced over the entire exposure area of each exposure head.
<<参照露光>>
上記の実施形態(1)〜(3)の変更例として、使用可能なマイクロミラーのうち、(N−1)列おきのマイクロミラー列、又は全光点行のうち1/N行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行い、均一な露光を実現できるように、前記参照露光に使用されたマイクロミラー中、実際の露光時に使用しないマイクロミラーを特定することとしてもよい。
前記参照露光手段による参照露光の結果をサンプル出力し、該出力された参照露光結果に対し、解像度のばらつきや濃度のむらを確認し、実傾斜角度を推定するなどの分析を行う。前記参照露光の結果の分析は、操作者の目視による分析であってもよい。
<< Reference exposure >>
As a modified example of the above-described embodiments (1) to (3), among the usable micromirrors, (N-1) every micromirror column, or 1 / N rows of all light spot rows. A reference exposure is performed using only a group of micromirrors constituting an adjacent row, and among the micromirrors used for the reference exposure, micromirrors that are not used at the time of actual exposure are specified so that uniform exposure can be realized. It is good as well.
The result of the reference exposure by the reference exposure means is output as a sample, and the output reference exposure result is analyzed to confirm resolution variation and density unevenness and to estimate the actual inclination angle. The analysis of the result of the reference exposure may be a visual analysis by an operator.
図21は、単一露光ヘッドを用い、(N−1)列おきのマイクロミラーのみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は2重露光とするものとし、したがってN=2である。まず、図21Aに実線で示した奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したりすることで、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図21Bに斜線で覆って示す光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、奇数列の光点列を構成するマイクロミラー中、本露光において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列の光点列に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な2重露光に近い状態が実現できる。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of a form in which reference exposure is performed using only (N-1) rows of micromirrors using a single exposure head.
In this example, it is assumed that double exposure is performed during the main exposure, and therefore N = 2. First, reference exposure is performed using only the micromirrors corresponding to the odd-numbered light spot arrays indicated by the solid lines in FIG. 21A, and the reference exposure results are output as samples. Based on the reference exposure result outputted from the sample, it is possible to specify a micromirror to be used in the main exposure by confirming variations in resolution and density unevenness, or estimating an actual inclination angle.
For example, micromirrors other than the micromirror corresponding to the light spot array shown by hatching in FIG. 21B are designated as actually used in the main exposure among the micromirrors constituting the odd light spot array. . For even-numbered light spot arrays, reference exposure may be performed separately in the same manner, and the micromirror used during the main exposure may be designated, or the same pattern as that for the odd-numbered light spot arrays may be applied. Good.
By specifying the micromirrors used in the main exposure as described above, in the main exposure using both the odd-numbered and even-numbered micromirrors, a state close to ideal double exposure can be realized.
図22は、複数の露光ヘッドを用い、(N−1)列おきのマイクロミラーのみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は2重露光とするものとし、したがってN=2である。まず、図22に実線で示した、X軸方向に関して隣接する2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド3012と3021)の奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記出力された参照露光結果に基づき、2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したりすることで、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図22に斜線で覆って示す領域86及び網掛けで示す領域88内の光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、奇数列の光点を構成するマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列目の画素列に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に実際に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域において、理想的な2重露光に近い状態が実現できる。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of a form in which reference exposure is performed using only a plurality of (N-1) rows of micromirrors using a plurality of exposure heads.
In this example, it is assumed that double exposure is performed during the main exposure, and therefore N = 2. First, reference is made using only the micromirrors corresponding to the odd-numbered light spot rows of two exposure heads (for example, exposure heads 30 12 and 30 21 ) adjacent to each other in the X-axis direction, which are indicated by solid lines in FIG. Exposure is performed, and a reference exposure result is output as a sample. Based on the output reference exposure result, the variation in resolution and density unevenness in the region other than the head-to-head connection region formed on the exposed surface by the two exposure heads are confirmed, or the actual inclination angle is estimated. Thus, the micromirror to be used at the time of the main exposure can be designated.
For example, the micromirrors other than the micromirrors corresponding to the light spot rows in the area 86 shown by hatching in FIG. 22 and the shaded area 88 are the micromirrors constituting the light spots in the odd rows, during the main exposure. Specified as actually used. For even-numbered light spot arrays, reference exposure may be performed separately in the same manner, and a micromirror used in the main exposure may be designated, or the same pattern as that for the odd-numbered pixel columns may be applied. Good.
In this way, in the main exposure using both the odd-numbered and even-numbered micromirrors by designating the micromirrors that are actually used during the main exposure, the two exposure heads form the surface to be exposed. A state close to ideal double exposure can be realized in a region other than the head-to-head connection region.
図23は、単一露光ヘッドを用い、全光点行数の1/N行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は2重露光とするものとし、したがってN=2である。まず、図23Aに実線で示した1行目から128(=256/2)行目の光点に対応するマイクロミラーのみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図23Bに斜線で覆って示す光点群に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、第1行目から第128行目のマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定され得る。第129行目から第256行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、第1行目から第128行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、全体のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な2重露光に近い状態が実現できる。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing an example of a form in which reference exposure is performed using a single exposure head and using only micromirror groups constituting adjacent rows corresponding to 1 / N rows of the total light spot rows. It is.
In this example, it is assumed that double exposure is performed during the main exposure, and therefore N = 2. First, reference exposure is performed using only micromirrors corresponding to the light spots in the first to 128 (= 256/2) rows indicated by the solid line in FIG. 23A, and the reference exposure results are output as samples. Based on the reference exposure result outputted from the sample, a micromirror to be used in the main exposure can be designated.
For example, a micromirror other than the micromirror corresponding to the light spot group indicated by hatching in FIG. 23B is designated as actually used in the main exposure among the micromirrors in the first to 128th rows. Can be done. For the micromirrors in the 129th to 256th rows, reference exposure may be separately performed in the same manner, and the micromirrors used in the main exposure may be designated, or the micromirrors in the first to 128th rows may be designated. The same pattern as that for the mirror may be applied.
By designating the micromirror to be used at the time of the main exposure in this way, a state close to an ideal double exposure can be realized in the main exposure using the entire micromirror.
図24は、複数の露光ヘッドを用い、X軸方向に関して隣接する2つの露光ヘッド(一例として露光ヘッド3012と3021)について、それぞれ全光点行数の1/N行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は2重露光とするものとし、したがってN=2である。まず、図24に実線で示した第1行目から第128(=256/2)行目の光点に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむらを最小限に抑えた本露光が実現できるように、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図24に斜線で覆って示す領域90及び網掛けで示す領域92内の光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、第1行目から第128行目のマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。第129行目から第256行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、第1行目から第128行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域において理想的な2重露光に近い状態が実現できる。
FIG. 24 uses a plurality of exposure heads, and two adjacent exposure heads (for example, exposure heads 30 12 and 30 21 ) adjacent to each other in the X-axis direction are adjacent to each other corresponding to 1 / N rows of the total number of light spots. It is explanatory drawing which showed an example of the form which performs reference exposure using only the micromirror group which comprises a line.
In this example, it is assumed that double exposure is performed during the main exposure, and therefore N = 2. First, reference exposure is performed using only the micromirrors corresponding to the light spots in the first to 128th (= 256/2) rows indicated by solid lines in FIG. 24, and the reference exposure results are output as samples. . Based on the reference exposure result outputted from the sample, it is possible to realize the main exposure in which the variation in resolution and the density unevenness in the area other than the joint area between the heads formed on the exposed surface by the two exposure heads are minimized. In addition, it is possible to designate a micromirror to be used during the main exposure.
For example, micromirrors other than the micromirrors corresponding to the light spot arrays in the region 90 shown by hatching in FIG. 24 and the region 92 shown by shading are included in the micromirrors in the first to 128th rows. Designated as actually used at the time of exposure. For the micromirrors in the 129th to 256th lines, reference exposure may be separately performed in the same manner, and the micromirrors used for the main exposure may be designated, or the micromirrors in the first to 128th lines may be designated. The same pattern as that for the mirror may be applied.
In this way, by specifying the micromirror to be used in the main exposure, a state close to ideal double exposure is realized in the area other than the inter-head connecting area formed on the exposed surface by the two exposure heads. it can.
以上の実施形態(1)〜(3)及び変更例においては、いずれも本露光を2重露光とする場合について説明したが、これに限定されず、2重露光以上のいかなる多重露光としてもよい。特に3重露光から7重露光程度とすることにより、高解像度を確保し、解像度のばらつき及び濃度むらが軽減された露光を実現することができる。 In the above embodiments (1) to (3) and the modified examples, the case where the main exposure is the double exposure has been described. However, the present invention is not limited to this, and any multiple exposure more than the double exposure may be used. . In particular, by setting the exposure to about 3 to 7 exposures, high resolution can be secured, and exposure with reduced variations in resolution and density unevenness can be realized.
また、上記の実施形態及び変更例に係る露光装置には、さらに、画像データが表す2次元パターンの所定部分の寸法が、選択された使用画素により実現できる対応部分の寸法と一致するように、画像データを変換する機構が設けられていることが好ましい。そのように画像データを変換することによって、所望の2次元パターンどおりの高精細なパターンを被露光面上に形成することができる。 Further, in the exposure apparatus according to the embodiment and the modified example, the dimension of the predetermined part of the two-dimensional pattern represented by the image data is matched with the dimension of the corresponding part that can be realized by the selected use pixel. A mechanism for converting image data is preferably provided. By converting the image data in this way, a high-definition pattern according to a desired two-dimensional pattern can be formed on the exposed surface.
[現像工程]
前記現像工程としては、前記露光工程により前記感光層を露光し、未露光部分を除去することにより現像する工程を有する。
前記未硬化領域の除去方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。
[Development process]
The developing step includes a step of developing the photosensitive layer by exposing the photosensitive layer by the exposing step and removing an unexposed portion.
There is no restriction | limiting in particular as the removal method of the said unhardened area | region, According to the objective, it can select suitably, For example, the method etc. which remove using a developing solution are mentioned.
前記現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤などが挙げられ、これらの中でも、弱アルカリ性の水溶液が好ましい。該弱アルカリ水溶液の塩基成分としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、硼砂などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said developing solution, Although it can select suitably according to the objective, For example, alkaline aqueous solution, an aqueous developing solution, an organic solvent etc. are mentioned, Among these, weakly alkaline aqueous solution is preferable. Examples of the basic component of the weak alkaline aqueous solution include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium phosphate, phosphorus Examples include potassium acid, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, and borax.
前記弱アルカリ性の水溶液のpHとしては、例えば、約8〜12が好ましく、約9〜11がより好ましい。前記弱アルカリ性の水溶液としては、例えば、0.1〜5質量%の炭酸ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液、0.01〜0.1質量%の水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。
前記現像液の温度としては、前記感光層の現像性に合わせて適宜選択することができるが、例えば、約25℃〜40℃が好ましい。
The pH of the weak alkaline aqueous solution is, for example, preferably about 8 to 12, and more preferably about 9 to 11. Examples of the weak alkaline aqueous solution include 0.1 to 5% by mass of sodium carbonate aqueous solution or potassium carbonate aqueous solution, 0.01 to 0.1% by mass of potassium hydroxide aqueous solution, and the like.
The temperature of the developer can be appropriately selected according to the developability of the photosensitive layer, and is preferably about 25 ° C. to 40 ° C., for example.
前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基(例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等)や、現像を促進させるため有機溶剤(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラクトン類等)などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を混合した水系現像液であってもよく、有機溶剤単独であってもよい。 The developer includes a surfactant, an antifoaming agent, an organic base (for example, ethylenediamine, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, diethylenetriamine, triethylenepentamine, morpholine, triethanolamine, etc.) and development. Therefore, it may be used in combination with an organic solvent (for example, alcohols, ketones, esters, ethers, amides, lactones, etc.). The developer may be an aqueous developer obtained by mixing water or an aqueous alkali solution and an organic solvent, or may be an organic solvent alone.
なお、現像の方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パドル現像、シャワー現像、シャワー&スピン現像、ディプ現像等が挙げられる。
ここで、上記シャワー現像について説明すると、露光後の感光性樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、現像の前に感光性樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。
The development method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include paddle development, shower development, shower & spin development, and dip development.
Here, the shower development will be described. The uncured portion can be removed by spraying a developer onto the exposed photosensitive resin layer by shower. In addition, it is preferable to spray an alkaline liquid having low solubility of the photosensitive resin layer by a shower or the like before development to remove the thermoplastic resin layer, the intermediate layer, or the like. Further, after the development, it is preferable to remove the development residue while spraying a cleaning agent or the like with a shower and rubbing with a brush or the like.
[その他の工程]
前記その他の工程としては、特に制限はなく、公知のカラーフィルタ製造方法における工程の中から適宜選択することが挙げられるが、例えば、硬化処理工程、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[Other processes]
There is no restriction | limiting in particular as said other process, Although selecting suitably from the processes in a well-known color filter manufacturing method is mentioned, For example, a hardening process process etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
−硬化処理工程−
前記現像工程後に、感光層に対して硬化処理を行う硬化処理工程を備えることが好ましい。
前記硬化処理工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、全面露光処理、全面加熱処理などが好適に挙げられる。
-Curing process-
It is preferable to provide a curing treatment step for performing a curing treatment on the photosensitive layer after the development step.
There is no restriction | limiting in particular as said hardening process, Although it can select suitably according to the objective, For example, a whole surface exposure process, a whole surface heat processing, etc. are mentioned suitably.
前記全面露光処理の方法としては、例えば、前記現像工程の後に、前記パターンが形成された前記積層体上の全面を露光する方法が挙げられる。該全面露光により、前記感光層を形成する感光性組成物中の樹脂の硬化が促進され、形成されたパターンの表面が硬化される。
前記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、超高圧水銀灯などのUV露光機が好適に挙げられる。
Examples of the entire surface exposure processing method include a method of exposing the entire surface of the laminate on which the pattern is formed after the developing step. By the entire surface exposure, curing of the resin in the photosensitive composition forming the photosensitive layer is accelerated, and the surface of the formed pattern is cured.
There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs the said whole surface exposure, Although it can select suitably according to the objective, For example, UV exposure machines, such as an ultrahigh pressure mercury lamp, are mentioned suitably.
前記全面加熱処理の方法としては、前記現像工程の後に、前記パターンが形成された前記積層体上の全面を加熱する方法が挙げられる。該全面加熱により、前記パターンの表面の膜強度が高められる。
前記全面加熱における加熱温度としては、120〜250℃が好ましく、120〜200℃がより好ましい。該加熱温度が120℃未満であると、加熱処理による膜強度の向上が得られないことがあり、250℃を超えると、前記感光性組成物中の樹脂の分解が生じ、膜質が弱く脆くなることがある。
前記全面加熱における加熱時間としては、10〜120分が好ましく、15〜60分がより好ましい。
前記全面加熱を行う装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、ホットプレート、IRヒーターなどが挙げられる。
Examples of the entire surface heat treatment method include a method of heating the entire surface of the laminate on which the pattern is formed after the developing step. The whole surface heating increases the film strength of the surface of the pattern.
As heating temperature in the said whole surface heating, 120-250 degreeC is preferable and 120-200 degreeC is more preferable. When the heating temperature is less than 120 ° C., the film strength may not be improved by heat treatment. When the heating temperature exceeds 250 ° C., the resin in the photosensitive composition is decomposed, and the film quality is weak and brittle. Sometimes.
The heating time in the entire surface heating is preferably 10 to 120 minutes, and more preferably 15 to 60 minutes.
There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs the said whole surface heating, According to the objective, it can select suitably from well-known apparatuses, For example, a dry oven, a hot plate, IR heater etc. are mentioned.
本発明のカラーフィルタ製造方法は、感光層の被露光面上に結像させる像の歪みを抑制することにより、パターンを高精細に、かつ、効率よく形成可能であるため、高精細な露光が必要とされる各種パターンの形成などに好適に使用することができ、特に高精細なカラーフィルタパターンの形成に好適に使用することができる。 The color filter manufacturing method of the present invention can form a pattern with high definition and efficiency by suppressing distortion of an image formed on the exposed surface of the photosensitive layer. It can be suitably used for forming various required patterns, and can be particularly suitably used for forming a high-definition color filter pattern.
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、上述したように、ガラス基板等の透明基板上に、本発明のパターン形成方法により、RGBの3原色の画素をモザイク状又はストライプ状に配置することができる。
各画素の寸法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、40〜200μmとすることが好適に挙げられる。ストライプ状であれば40〜200μm巾が通常用いられる。
前記カラーフィルタの製造方法としては、例えば、透明基板上に黒色に着色された感光層を用いて、露光及び現像を行いブラックマトリックスを形成し、次いで、RGBの3原色のいずれかに着色された感光層を用いて、前記ブラックマトリックスに対して所定の配置で、各色毎に、順次、露光及び現像を繰り返して、前記透明基板上にRGBの3原色がモザイク状又はストライプ状に配置されたカラーフィルタを形成する方法が挙げられる。
In the method for producing a color filter of the present invention, as described above, the pixels of the three primary colors RGB can be arranged in a mosaic or stripe pattern on a transparent substrate such as a glass substrate by the pattern forming method of the present invention. it can.
There is no restriction | limiting in particular as a dimension of each pixel, According to the objective, it can select suitably, For example, it is preferable to set it as 40-200 micrometers. In the case of a stripe shape, a width of 40 to 200 μm is usually used.
As a method for producing the color filter, for example, using a photosensitive layer colored black on a transparent substrate, exposure and development were performed to form a black matrix, and then the color filter was colored in one of the three primary colors of RGB. A color in which the three primary colors of RGB are arranged in a mosaic or stripe pattern on the transparent substrate by repeating exposure and development sequentially for each color in a predetermined arrangement with respect to the black matrix using a photosensitive layer. The method of forming a filter is mentioned.
(カラーフィルタ)
本発明のカラーフィルタは、本発明の前記カラーフィルタの製造方法により製造される。
前記カラーフィルタは、赤色(R)着色に顔料C.I.ピグメントレッド254、緑色(G)着色に顔料C.I.ピグメントグリーン36及び顔料C.I.ピグメントイエロー139、並びに青色(B)着色に顔料C.I.ピグメントブルー15:6を用いて製造した場合には、D65光源によるレッド(R)、グリーン(G)及びブルー(B)のそれぞれ総ての単色の色度が、例えば下記表1に記載の値となる。この範囲であると、反射モードと透過モードの色のバランスがとれたものとなる。
(Color filter)
The color filter of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the color filter of the present invention.
The color filter has a pigment C.I. I. Pigment Red 254, green (G) coloring pigment C.I. I. Pigment green 36 and pigment C.I. I. Pigment Yellow 139, as well as blue (B) coloring pigment C.I. I. When manufactured using CI Pigment Blue 15: 6, the chromaticities of all the single colors of red (R), green (G), and blue (B) by the D65 light source are, for example, values shown in Table 1 below. It becomes. Within this range, the colors of the reflection mode and the transmission mode are balanced.
前記カラーフィルタは、赤色(R)着色に顔料C.I.ピグメントレッド254及びC.I.ピグメントレッド177の少なくともいずれか、緑色(G)着色に顔料C.I.ピグメントグリーン36及び顔料C.I.ピグメントイエロー150、並びに青色(B)着色に顔料C.I.ピグメントブルー15:6及びC.I.ピグメントバイオレット23を用いて製造した場合には、F10光源によるレッド(R)、グリーン(G)及びブルー(B)のそれぞれ総ての単色の色度が、例えば下記表2に記載の値となる。この範囲であれば、色再現域が広く、色温度が高いTV用のカラーフィルタとして好ましい。 The color filter has a pigment C.I. I. Pigment red 254 and C.I. I. Pigment Red 177, pigment C.I. I. Pigment green 36 and pigment C.I. I. Pigment Yellow 150, and blue (B) coloring pigment C.I. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I. When manufactured using Pigment Violet 23, the chromaticities of all the single colors of red (R), green (G), and blue (B) by the F10 light source are, for example, the values shown in Table 2 below. . If it is this range, it is preferable as a color filter for TV with a wide color reproduction range and high color temperature.
(表示装置)
本発明の表示装置は、本発明の前記カラーフィルタを有してなり、互いに対向して配される一対の基板間に液晶が封入されてなり、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
本発明のカラーフィルタは、液晶表示装置の対向基板(TFTなどの能動素子が無い側の基板)に形成するものを対象としている他、TFT基板側に形成するCOA方式、TFT基板側に黒だけを形成するBOA方式、又はTFT基板にハイアパーチャー構造を有するHA方式も対象とすることができる。
(Display device)
The display device according to the present invention includes the color filter according to the present invention, in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates arranged to face each other, and further includes other members as necessary. Become.
The color filter of the present invention is intended to be formed on the counter substrate of the liquid crystal display device (the substrate on the side where there is no active element such as TFT), and is also a COA method formed on the TFT substrate side, and only black on the TFT substrate side. A BOA method for forming the layer or an HA method having a high aperture structure on the TFT substrate can also be used.
前記カラーフィルタ上には、更に必要に応じて、オーバーコート膜や透明導電膜を形成することができる。その後、カラーフィルタと対向基板との間に液晶が封入され、液晶表示装置が作製される。
適用される液晶の表示方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定されるが、例えば、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、STN(Supper Twisted Nematic)、IPS(In-Plane Switching)、GH(Guest Host)、FLC(強誘電性液晶)、AFLC(反強誘電性液晶)、及びPDLC(高分子分散型液晶)などが挙げられる。
An overcoat film or a transparent conductive film can be further formed on the color filter as necessary. Thereafter, liquid crystal is sealed between the color filter and the counter substrate, and a liquid crystal display device is manufactured.
The liquid crystal display method to be applied is not particularly limited and is appropriately selected depending on the purpose. For example, ECB (Electrically Controlled Birefringence), TN (Twisted Nematic), OCB (Optically Compensatory Bend), VA (Vertically Aligned), HAN (Hybrid Aligned Nematic), STN (Supper Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), GH (Guest Host), FLC (ferroelectric liquid crystal), AFLC (antiferroelectric liquid crystal), and PDLC (Polymer dispersed liquid crystal).
前記表示装置の基本的な構成態様としては、(1)薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という。)等の駆動素子と画素電極(導電層)とが配列形成された駆動側基板と、カラーフィルタ及び対向電極(導電層)を備えるカラーフィルタ側基板とをスペーサーを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるもの、(2)カラーフィルタが前記駆動側基板に直接形成されたカラーフィルタ一体型駆動基板と、対向電極(導電層)を備える対向基板とをスペーサーを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるもの等が挙げられる。 The basic configuration of the display device includes (1) a driving side substrate in which driving elements such as thin film transistors (hereinafter referred to as “TFTs”) and pixel electrodes (conductive layers) are arranged, a color filter, A color filter side substrate provided with a counter electrode (conductive layer) is disposed opposite to each other with a spacer interposed therebetween, and a liquid crystal material is sealed in the gap, and (2) the color filter is directly on the drive side substrate. Examples include a configuration in which the formed color filter integrated drive substrate and a counter substrate including a counter electrode (conductive layer) are arranged to face each other with a spacer interposed therebetween, and a liquid crystal material is sealed in the gap portion. .
本発明の表示装置は、D65光源視野2度において良好な色度を有する本発明のカラーフィルタを用いることにより、透過モード及び反射モードのいずれにおいても鮮明な色を表示することができ、透過モードと反射モードを兼用する携帯端末や携帯ゲーム機等の機器に好適に用いることができる。
また、本発明の表示装置は、F10光源視野2度において良好な色度を有する本発明のカラーフィルタを用いることにより、高い色純度と色温度を実現でき、例えば、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置などに好適に用いることができる。
The display device of the present invention can display a clear color in both the transmission mode and the reflection mode by using the color filter of the present invention having a good chromaticity in the D65 light source field of view of 2 degrees. And a device such as a portable terminal and a portable game machine that also use the reflection mode.
In addition, the display device of the present invention can achieve high color purity and color temperature by using the color filter of the present invention having good chromaticity in the F10 light source field of view of 2 degrees. It can be suitably used for a liquid crystal display device or the like.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、特に断りのない限り、以下において「部」、「%」及び「分子量」は、それぞれ「質量部」、「質量%」及び「重量平均分子量」を表す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Unless otherwise specified, “parts”, “%” and “molecular weight” represent “parts by mass”, “mass%” and “weight average molecular weight”, respectively.
(実施例1)
<カラーフィルタパターンの形成(塗布法)>
(1)ブラックマトリクスの形成
無アルカリガラス基板を、UV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。該基板を120℃にて3分熱処理して表面状態を安定化させた。該基板を冷却し23℃に温調後、スリット状ノズルを有すガラス基板用コーター(エフ・エー・エス・ジャパン社製、商品名:MH−1600)にて、下記表3に記載の組成よりなる感光性組成物K1を塗布した。引き続きVCD(真空乾燥装置、東京応化工業(株)製)で30秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした後、EBR(エッジ・ビード・リムーバー)にて基板周囲の不要な塗布液を除去し、120℃にて3分間プリベークして膜厚2μmの感光層K1を形成した。
(Example 1)
<Color filter pattern formation (coating method)>
(1) Formation of Black Matrix An alkali-free glass substrate was cleaned with a UV cleaning apparatus, then brush-cleaned with a cleaning agent, and further ultrasonically cleaned with ultrapure water. The substrate was heat-treated at 120 ° C. for 3 minutes to stabilize the surface state. After cooling the substrate and adjusting the temperature to 23 ° C., the composition described in Table 3 below is applied on a glass substrate coater (manufactured by FS Japan Co., Ltd., trade name: MH-1600) having a slit-like nozzle. The photosensitive composition K1 which consists of was apply | coated. Subsequently, after part of the solvent was dried by VCD (vacuum drying device, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) for 30 seconds to eliminate the fluidity of the coating layer, the substrate was surrounded by EBR (edge bead remover). Unnecessary coating solution was removed and prebaked at 120 ° C. for 3 minutes to form a photosensitive layer K1 having a thickness of 2 μm.
−感光性組成物K1の調製−
下記表3に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して、150rpmで10分間攪拌した。次いで、下記表3に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー2、ハイドロキノンモノメチルエーテル、DPHA液、B−CIM(2,2−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4’,5−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、保土谷化学工業社製)、NBCA(10−n−ブチル−2−クロロアクリドン、黒金化成社製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、及び界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)、150RPMで30分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過した。以上により、感光性組成物K1を調製した。
-Preparation of photosensitive composition K1-
K pigment dispersion 1 and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 3 below were weighed out, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), and stirred at 150 rpm for 10 minutes. Next, methyl ethyl ketone, binder 2, hydroquinone monomethyl ether, DPHA solution, B-CIM (2,2-bis (2-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5-tetraphenyl-1 in the amounts shown in Table 3 below , 2′-biimidazole, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), NBCA (10-n-butyl-2-chloroacridone, manufactured by Kurokin Kasei Co., Ltd.), N-phenyl mercaptobenzimidazole, and surfactant 1 And added in this order at a temperature of 25 ° C. (± 2 ° C.), stirred at a temperature of 40 ° C. (± 2 ° C.) at 150 RPM for 30 minutes, and filtered through nylon mesh # 200. The photosensitive composition K1 was prepared by the above.
・K顔料分散物1の組成は、カーボンブラック(デグッサ社製)13.1質量%、下記式(6)で表される分散剤0.65質量%、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、分子量3.7万)6.72質量%、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート79.53質量%からなる。
・バインダー2の組成は、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22モル比のランダム共重合物、分子量3.8万)27質量%、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート73質量%からなる。
・DPHA液の組成は、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ 500ppm含有、日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA)76質量%、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート24質量%からなる。
・界面活性剤1の組成は、下記構造物1 30質量%、及びメチルエチルケトン(MEK)70質量%からなる。
The composition of K pigment dispersion 1 is 13.1% by mass of carbon black (Degussa), 0.65% by mass of a dispersant represented by the following formula (6), polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72 / 28 mol ratio random copolymer, molecular weight 37,000) 6.72% by mass, and propylene glycol monomethyl ether acetate 79.53% by mass.
The composition of the binder 2 is composed of 27% by mass of a polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 78/22 molar ratio, molecular weight 38,000) and 73% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate.
The composition of the DPHA solution is composed of 76% by mass of dipentaerythritol hexaacrylate (containing 500 ppm of polymerization inhibitor MEHQ, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD DPHA), and 24% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate.
The composition of the surfactant 1 is composed of 30% by mass of the following structure 1 and 70% by mass of methyl ethyl ketone (MEK).
−露光工程−
基材上の前記感光層K1に対し、下記に説明する露光装置及び露光方法により、波長が405nmのレーザ光により、20mJ/m2相当のブラックマトリクスパターンの露光を行った。露光は、N2雰囲気下で、15段ステップウエッジパターン(ΔOD=0.15)、及び線幅の異なる多数の穴部が形成される格子パターンが得られるように行い、前記感光層の一部の領域を硬化させた。
-Exposure process-
The photosensitive layer K1 on the substrate was exposed to a black matrix pattern corresponding to 20 mJ / m 2 with a laser beam having a wavelength of 405 nm by an exposure apparatus and an exposure method described below. The exposure is performed under an N 2 atmosphere so as to obtain a 15-step step wedge pattern (ΔOD = 0.15) and a lattice pattern in which a large number of holes having different line widths are formed. The area of was cured.
<<露光装置、露光方法>>
前記光照射手段として図8〜9及び図25〜29に示した合波レーザ光源と、前記光変調手段として図6に概略図を示した主走査方向にマイクロミラー58が1024個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に768組配列された内、1024個×256列のみを駆動するように制御したDMD36と、図5に示した光を前記感光層に結像する光学系とを有する露光ヘッド30を備えた露光装置10を用いた。
<< Exposure apparatus, exposure method >>
8-9 and 25-29 as the light irradiating means, and 1024 micromirrors 58 arranged in the main scanning direction schematically shown in FIG. 6 as the light modulating means. DMD 36 controlled to drive only 1024 × 256 rows out of 768 pairs of mirror rows arranged in the sub-scanning direction, and an optical system for imaging the light shown in FIG. 5 on the photosensitive layer The exposure apparatus 10 provided with the exposure head 30 was used.
各露光ヘッド30すなわち各DMD36の設定傾斜角度としては、使用可能な1024列×256行のマイクロミラー58を使用してちょうど2重露光となる角度θidealよりも若干大きい角度を採用した。この角度θidealは、N重露光の数N、使用可能なマイクロミラー58の列方向の個数s、使用可能なマイクロミラー58の列方向の間隔p、及び露光ヘッド30を傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチδに対し、下記式1、
spsinθideal≧Nδ(式1)
により与えられる。本実施形態におけるDMD36は、上記のとおり、縦横の配置間隔が等しい多数のマイクロミラー58が矩形格子状に配されたものであるので、
pcosθideal=δ(式2)
であり、上記式1は、
stanθideal=N(式3)
であり、s=256、N=2であるので、角度θidealは約0.45度である。したがって、設定傾斜角度θとしては、たとえば0.50度を採用した。
As the set inclination angle of each exposure head 30, that is, each DMD 36, an angle slightly larger than the angle θ ideal at which double exposure is performed using a usable 1024 columns × 256 rows micromirror 58 was adopted. This angle θ ideal is equal to the number N of N double exposures, the number s of usable micromirrors 58 in the column direction, the interval p of usable micromirrors 58 in the column direction, and the microscopic exposure head 30 in a tilted state. For the pitch δ of the scanning line formed by the mirror,
spsinθ ideal ≧ Nδ (Formula 1)
Given by. As described above, the DMD 36 according to the present embodiment includes a large number of micromirrors 58 having equal vertical and horizontal arrangement intervals arranged in a rectangular lattice shape.
pcosθ ideal = δ (Formula 2)
And the above equation 1 is
stanθ ideal = N (Formula 3)
Since s = 256 and N = 2, the angle θ ideal is about 0.45 degrees. Therefore, for example, 0.50 degrees is adopted as the set inclination angle θ.
まず、2重露光における解像度のばらつきと露光むらを補正するため、被露光面の露光パターンの状態を調べた。結果を図18に示した。図18においては、ステージ14を静止させた状態で感光層12の被露光面上に投影される、露光ヘッド3012と3021が有するDMD36の使用可能なマイクロミラー58からの光点群のパターンを示した。また、下段部分に、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、露光エリア3212と3221について示した。なお、図18では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー58の1列おきの露光パターンを、画素列群Aによる露光パターンと画素列群Bによる露光パターンとに分けて示したが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら2つの露光パターンを重ね合わせたものである。 First, the state of the exposure pattern on the exposed surface was examined in order to correct the variation in resolution and uneven exposure in double exposure. The results are shown in FIG. In FIG. 18, the pattern of light spots from the micromirror 58 usable by the DMD 36 of the exposure heads 30 12 and 30 21 projected onto the exposed surface of the photosensitive layer 12 with the stage 14 being stationary. showed that. The state of the exposure pattern formed on the exposed surface when the stage 14 is moved and the continuous exposure is performed with the light spot group pattern as shown in the upper part appearing in the lower part. Are shown for exposure areas 32 12 and 32 21 . In FIG. 18, for convenience of explanation, every other exposure pattern of the micromirrors 58 that can be used is divided into an exposure pattern based on the pixel column group A and an exposure pattern based on the pixel column group B. The actual exposure pattern on the exposed surface is a superposition of these two exposure patterns.
図18に示したとおり、露光ヘッド3012と3021の間の相対位置の、理想的な状態からのずれの結果として、画素列群Aによる露光パターンと画素列群Bによる露光パターンとの双方で、露光エリア3212と3221の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域において、理想的な2重露光の状態よりも露光過多な領域が生じていることが判る。 As shown in FIG. 18, as a result of the deviation of the relative position between the exposure heads 30 12 and 30 21 from the ideal state, both the exposure pattern by the pixel column group A and the exposure pattern by the pixel column group B are both. Thus, it can be seen that, in the exposure areas overlapping on the coordinate axes orthogonal to the scanning direction of the exposure head in the exposure areas 32 12 and 32 21 , an overexposed area is generated as compared with the ideal double exposure state.
前記光点位置検出手段としてスリット28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド3012ついては露光エリア3212内の光点P(1,1)とP(256,1)の位置を、露光ヘッド3021については露光エリア3221内の光点P(1,1024)とP(256,1024)の位置を検出し、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走査方向とがなす角度を測定した。 The use of a set of slits 28 and a photodetector as a light spot position detection means, the position of the point P of the exposure head 30 12 For the exposure area 32 12 (1,1) and P (256,1), the exposure head For 30 21 , the positions of the light spots P (1,1024) and P (256, 1024) in the exposure area 32 21 are detected, and the angle formed by the inclination angle of the straight line connecting them and the scanning direction of the exposure head is determined. It was measured.
実傾斜角度θ´を用いて、下記式4
ttanθ´=N(式4)
の関係を満たす値tに最も近い自然数Tを、露光ヘッド3012と3021のそれぞれについて導出した。露光ヘッド3012についてはT=254、露光ヘッド3021についてはT=255がそれぞれ導出された。その結果、図19において斜線で覆われた部分78及び80を構成するマイクロミラーが、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定された。
Using the actual inclination angle θ ′, the following equation 4
ttanθ ′ = N (Formula 4)
The natural number T closest to the value t satisfying the relationship is derived for each of the exposure heads 30 12 and 30 21 . T = 254 for the exposure head 30 12, the exposure head 30 21 T = 255 was derived respectively. As a result, the micromirrors constituting the portions 78 and 80 covered with diagonal lines in FIG. 19 were identified as micromirrors that are not used during the main exposure.
その後、図19において斜線で覆われた領域78及び80を構成する光点以外の光点に対応するマイクロミラーに関して、同様にして図19において斜線で覆われた領域82及び網掛けで覆われた領域84を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用しないマイクロミラーとして追加された。
これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しないように制御した。
これにより、露光エリア3212と3221のうち、複数の前記露光ヘッドで形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができる。
Thereafter, the micromirrors corresponding to the light spots other than the light spots constituting the regions 78 and 80 covered with the oblique lines in FIG. 19 were similarly covered with the shaded areas 82 and the shaded areas in FIG. Micromirrors corresponding to the light spots constituting the region 84 were identified and added as micromirrors that are not used during the main exposure.
With respect to the micromirrors that are specified not to be used at the time of exposure, a signal for setting the angle of the always-off state is sent by the pixel element control means, and these micromirrors are substantially exposed. It was controlled not to be involved.
As a result, in each of the exposure areas 32 12 and 32 21 , an ideal double exposure is performed in each area other than the inter-head connection area, which is an overlapping exposure area on the exposed surface formed by the plurality of exposure heads. Thus, the total area of the overexposed region and the underexposed region can be minimized.
−現像工程−
露光が終了した前記感光層K1の表面に、純水をシャワーノズルを用いて噴霧して均一に湿らせた後、KOH系現像液(KOH、ノニオン界面活性剤含有、商品名:CDK−1、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)にて、23℃で80秒間、フラットノズル圧力0,04MPaでシャワー現像し、次いで超純水を、超高圧洗浄ノズルを用いて9.8MPaの圧力で噴射して残渣の除去を行い、ブラックマトリクスパターンを得た。その後、220℃で30分間熱処理を行った。
-Development process-
After the exposure is completed, pure water is sprayed onto the surface of the photosensitive layer K1 using a shower nozzle so as to be uniformly moistened, and then a KOH developer (KOH, containing a nonionic surfactant, trade name: CDK-1, FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) shower development at 23 ° C. for 80 seconds at a flat nozzle pressure of 0.04 MPa, and then spray ultrapure water at a pressure of 9.8 MPa using an ultrahigh pressure cleaning nozzle. The residue was removed to obtain a black matrix pattern. Thereafter, heat treatment was performed at 220 ° C. for 30 minutes.
(2)レッド(R)画素の形成
前記ブラックマトリクスを形成した基板に、下記表4に記載の組成よりなる下記感光性組成物R1を用い、前記ブラックマトリクスの形成と同様の工程により、熱処理済みR画素を形成した。該R1感光層膜厚は1.5μm、及び顔料(C.I.ピグメントレッド254)の塗布量は0.274g/m2であった。
(2) Formation of red (R) pixels The following photosensitive composition R1 having the composition described in Table 4 below is used for the substrate on which the black matrix is formed, and heat treatment is performed in the same process as the formation of the black matrix. An R pixel was formed. The R1 photosensitive layer thickness was 1.5 μm, and the coating amount of the pigment (CI Pigment Red 254) was 0.274 g / m 2 .
−感光性組成物R1の調製−
下記表4に記載の量のR顔料分散物1、R顔料分散物2、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌した。次いで、下記表4に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、バインダー1、DPHA液、B−CIM(保土谷化学工業社製)、NBCA(黒金化成社製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、及びフェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150rpmで30分間攪拌した。更に、下記表4に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30rpmで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過した。以上により、感光性組成物R1を調製した。
-Preparation of photosensitive composition R1-
R pigment dispersion 1, R pigment dispersion 2, and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 4 below were weighed out, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), and stirred at 150 rpm for 10 minutes. Subsequently, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, binder 1, DPHA solution, B-CIM (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), NBCA (manufactured by Kurokin Kasei Co., Ltd.), N-phenyl mercaptobenzimidazole, and phenothiazine in the amounts shown in Table 4 below. Were added in this order at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.) and stirred at 150 rpm for 30 minutes. Furthermore, the surfactant 1 in the amount shown in Table 4 below was weighed, added at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), stirred at 30 rpm for 5 minutes, and filtered through a nylon mesh # 200. By the above, photosensitive composition R1 was prepared.
・R顔料分散物1の組成は、C.I.ピグメントレッド254(チバスペシャリティケミカルズ社製)8質量%、前記式(6)で表される分散剤0.8質量%、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物)8質量%、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート83質量%からなる。
・R顔料分散物2の組成は、C.I.ピグメントレッド254(チバスペシャリティケミカルズ社製)5.3質量%、アクリル酸モノ(ジメチルアミノプロピル)アミド/メタクリル酸(ポリエチレングリコールモノメチルエーテル)エステル/メタクリル酸(ポリメチルメタクリレート含有アルコール)エステル1.6質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート93質量%からなる。
・バインダー1の組成は、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート=38/25/37のランダム共重合物、分子量3.8万)27質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート73質量%からなる。
The composition of R pigment dispersion 1 is C.I. I. Pigment Red 254 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 8% by mass, dispersant 0.8% by mass represented by the formula (6), polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio) 8% by mass and 83% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate.
The composition of R pigment dispersion 2 is C.I. I. Pigment Red 254 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 5.3 mass%, acrylic acid mono (dimethylaminopropyl) amide / methacrylic acid (polyethylene glycol monomethyl ether) ester / methacrylic acid (polymethyl methacrylate-containing alcohol) ester 1.6 mass %, Propylene glycol monomethyl ether acetate 93% by mass.
The composition of the binder 1 is composed of 27% by mass of a polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid / methyl methacrylate = 38/25/37, molecular weight 38,000) and 73% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate.
−露光工程及び現像工程−
基板上の前記感光層R1に対し、前記感光層K1と同様に露光した。露光量は20mJ/cm2であった。また、評価のため、ブラックマトリクスを形成しない基板にも、これと同様に前記感光層R1を形成し、カラーフィルタパターン、解像度評価パターン(直径の異なる多数の穴部が形成されたパターン)、及びステップウエッジパターンを用いて同様の処理をした。その後、ブラックマトリクスと同様に現像し、熱処理した。
-Exposure process and development process-
The photosensitive layer R1 on the substrate was exposed in the same manner as the photosensitive layer K1. The exposure amount was 20 mJ / cm 2 . Further, for evaluation, the photosensitive layer R1 is similarly formed on a substrate on which a black matrix is not formed, and a color filter pattern, a resolution evaluation pattern (a pattern in which a large number of holes having different diameters are formed), and The same processing was performed using the step wedge pattern. Then, it developed similarly to the black matrix and heat-processed.
[評価]
形成されたレッド(R)のカラーフィルタパターン(画素)について、以下の方法により露光感度、解像度、及びムラの評価を行った。結果を下記表10に示す。
[Evaluation]
The formed red (R) color filter pattern (pixel) was evaluated for exposure sensitivity, resolution, and unevenness by the following methods. The results are shown in Table 10 below.
<露光感度>
得られた前記レッド(R)のカラーフィルタパターン(画素)において、残った前記感光層の硬化領域の厚みを測定した。次いで、レーザ光の照射量と、硬化層の厚さとの関係をプロットして感度曲線を得る。こうして得た感度曲線から基板上の硬化領域の厚さが1.5μmとなり、硬化領域の表面が光沢面である時の光エネルギー量を、感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量とした。
<Exposure sensitivity>
In the obtained red (R) color filter pattern (pixels), the thickness of the cured region of the remaining photosensitive layer was measured. Subsequently, a sensitivity curve is obtained by plotting the relationship between the irradiation amount of the laser beam and the thickness of the cured layer. From the sensitivity curve thus obtained, the thickness of the cured region on the substrate is 1.5 μm, and the amount of light energy when the surface of the cured region is a glossy surface is the amount of light energy necessary to cure the photosensitive layer. .
<解像度>
得られた前記レッド(R)の解像度評価パターン形成済みの基板の表面を光学顕微鏡で観察し、硬化層パターンの穴部に残膜が無い、最小の穴径を測定し、これを解像度とした。該解像度は数値が小さいほど良好である。
<Resolution>
The surface of the obtained red (R) resolution evaluation pattern-formed substrate was observed with an optical microscope, and the minimum hole diameter with no residual film in the hole portion of the cured layer pattern was measured. . The smaller the numerical value, the better the resolution.
(3)グリーン(G)画素の形成
前記ブラックマトリクスとレッド(R)画素を形成した基板に、下記表5に記載の組成よりなる下記感光性組成物G1を用い、前記ブラックマトリクスの形成と同様の工程により、熱処理済みグリーン(G)画素を形成した。該G1感光層膜厚は1.4μm、及び顔料(C.I.ピグメントグリーン36)の塗布量は0.355g/m2、顔料(C.I.ピグメントイエロー139)の塗布量は0.052g/m2であった。ブラックマトリクスと同様に露光し、現像し、熱処理した。露光量は40mJ/cm2相当であった。
(3) Formation of green (G) pixels The following photosensitive composition G1 having the composition shown in Table 5 below is used on the substrate on which the black matrix and red (R) pixels are formed, and is similar to the formation of the black matrix. Through this process, a heat-treated green (G) pixel was formed. The film thickness of the G1 photosensitive layer is 1.4 μm, the coating amount of pigment (CI Pigment Green 36) is 0.355 g / m 2 , and the coating amount of pigment (CI Pigment Yellow 139) is 0.052 g. / M 2 . It was exposed, developed and heat treated in the same manner as the black matrix. The exposure amount was equivalent to 40 mJ / cm 2 .
−感光性組成物G1の調製−
下記表5に記載の量のG顔料分散物1、Y顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌した。次いで、下記表5に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー1、DPHA液、B−CIM(保土谷化学工業社製)、NBCA(黒金化成社製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、及びフェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150rpmで30分間攪拌した。更に、下記表5に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30rpmで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過した。以上により、感光性組成物G1を調製した。
-Preparation of photosensitive composition G1-
G pigment dispersion 1, Y pigment dispersion 1, and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 5 below were weighed out, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), and stirred at 150 rpm for 10 minutes. Next, the amounts of methyl ethyl ketone, binder 1, DPHA solution, B-CIM (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), NBCA (Kurokin Kasei Co., Ltd.), N-phenyl mercaptobenzimidazole, and phenothiazine in the amounts shown in Table 5 below are measured. Were added in this order at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.) and stirred at 150 rpm for 30 minutes. Further, the surfactant 1 in the amount shown in Table 5 below was weighed, added at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), stirred at 30 rpm for 5 minutes, and filtered through a nylon mesh # 200. The photosensitive composition G1 was prepared by the above.
なお、表5に記載の組成物のうち、
・G顔料分散物1の組成は、C.I.ピグメントグリーン36(東洋インキ製造株式会社製、分散物)18質量%、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、分子量3.8万)12質量%、シクロヘキサノン35質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート35質量%からなる。
・Y顔料分散物1の組成は、C.I.ピグメントイエロー139(東洋インキ製造(株)製、商品名:パリオロールエローL1820)18質量%、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、分子量3.8万)15質量%、シクロヘキサノン15質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート52質量%からなる。
In addition, among the compositions described in Table 5,
The composition of G pigment dispersion 1 is C.I. I. Pigment Green 36 (manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., dispersion) 18% by mass, polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio random copolymer, molecular weight 38,000) 12% by mass, cyclohexanone 35% %, Propylene glycol monomethyl ether acetate 35% by mass.
The composition of the Y pigment dispersion 1 is C.I. I. Pigment Yellow 139 (manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd., trade name: Pariolol Yellow L1820) 18% by mass, polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio, molecular weight 38,000) 15 It consists of 15% by mass of cyclohexanone, 52% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate.
(4)ブルー(B)画素の形成
前記ブラックマトリクス、レッド(R)画素、及びグリーン(G)画素を形成した基板に、下記表6に記載の組成よりなる下記感光性組成物B1を用い、前記ブラックマトリクスの形成と同様の工程により、熱処理済みブルー(B)画素を形成し、目的のカラーフィルタを作製した。
該B1感光層膜厚は1.4μm、及び顔料(C.I.ピグメントブルー15:6)の塗布量は0.29g/m2であった。前記K感光層と同様に露光し、現像し、熱処理した。露光量は50mJ/cm2であった。
(4) Formation of blue (B) pixel On the substrate on which the black matrix, red (R) pixel, and green (G) pixel are formed, the following photosensitive composition B1 having the composition shown in Table 6 below is used. Through the same process as the formation of the black matrix, heat-treated blue (B) pixels were formed, and a target color filter was produced.
The film thickness of the B1 photosensitive layer was 1.4 μm, and the coating amount of pigment (CI Pigment Blue 15: 6) was 0.29 g / m 2 . Exposure, development, and heat treatment were performed in the same manner as the K photosensitive layer. The exposure amount was 50 mJ / cm 2 .
−感光性組成物B1の調製−
下記表6に記載の量のB顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌した。次いで、下記表6に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー2、DPHA液、B−CIM(保土谷化学工業社製)、NBCA(黒金化成社製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、及びフェノチアジンをはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpm、30分間攪拌した。更に、下記表6に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30RPMで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過した。以上により、感光性組成物B1を調製した。
-Preparation of photosensitive composition B1-
B pigment dispersion 1 and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 6 below were weighed out, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), and stirred at 150 rpm for 10 minutes. Next, the amounts of methyl ethyl ketone, binder 2, DPHA solution, B-CIM (made by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), NBCA (made by Kurokin Kasei Co., Ltd.), N-phenyl mercaptobenzimidazole, and phenothiazine are measured in the amounts shown in Table 6 below. And added in this order at a temperature of 25 ° C. (± 2 ° C.) and stirred at a temperature of 40 ° C. (± 2 ° C.) at 150 rpm for 30 minutes. Furthermore, the surfactant 1 in the amount shown in Table 6 below was weighed out, added at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), stirred at 30 RPM for 5 minutes, and filtered through nylon mesh # 200. By the above, photosensitive composition B1 was prepared.
・B顔料分散物1の組成は、C.I.ピグメントブルー15:6(東洋インキ製造(株)製)10質量%、分散剤1(EFKA−6745、EFKA ADDITIVES B.V社製)0.5質量%、分散剤2(ディスパロンDA−725、楠本化成(株)製)0.63質量%、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物、分子量3.8万)12.5質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート76.37質量%からなる。
The composition of B pigment dispersion 1 is C.I. I. Pigment Blue 15: 6 (manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) 10% by mass, Dispersant 1 (EFKA-6745, EFKA ADDITIVES B.V) 0.5% by mass, Dispersant 2 (Disparon DA-725, Enomoto) (Made by Kasei Co., Ltd.) 0.63 mass%, polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio, molecular weight 38,000) 12.5 mass%, propylene glycol monomethyl ether acetate 76. It consists of 37% by mass.
(実施例2)
[カラーフィルタパターンの形成(フィルム法)]
<感光性転写材料の作製>
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方P1からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、前記着色感光性樹脂組成物K1を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が14.6μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2μmの感光性樹脂層を設け、保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
以上により、仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となった感光性樹脂転写材料K1を作製した。
(Example 2)
[Color filter pattern formation (film method)]
<Production of photosensitive transfer material>
On a 75 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film temporary support, a coating solution for a thermoplastic resin layer having the following formulation H1 was applied and dried using a slit nozzle. Next, an intermediate layer coating solution having the following formulation P1 was applied and dried. Further, the colored photosensitive resin composition K1 is applied and dried, and a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 14.6 μm, an intermediate layer having a dry film thickness of 1.6 μm, and a dry layer are dried on the temporary support. A photosensitive resin layer having a thickness of 2 μm was provided, and a protective film (12 μm thick polypropylene film) was pressure-bonded.
Thus, a photosensitive resin transfer material K1 in which the temporary support, the thermoplastic resin layer, the intermediate layer (oxygen barrier film), and the black (K) photosensitive resin layer were integrated was produced.
−熱可塑性樹脂層用塗布液:処方H1の調製−
メタノール11.1質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート6.36質量部、メチルエチルケトン52.4質量部、メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)=55/11.7/4.5/28.8、分子量=10万、Tg≒70℃)5.83質量部、スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)=63/37、分子量=1万、Tg≒100℃)13.6質量部、ビスフェノールAにペンタエチレングリコールモノメタクリートを2当量脱水縮合した化合物(新中村化学工業(株)製、2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン)9.1質量部、及び前記界面活性剤10.54質量部からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を調製した。
-Coating solution for thermoplastic resin layer: Preparation of formulation H1-
11.1 parts by mass of methanol, 6.36 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, 52.4 parts by mass of methyl ethyl ketone, methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio)) = 55 / 11.7 / 4.5 / 28.8, molecular weight = 100,000, Tg≈70 ° C.) 5.83 parts by mass, styrene / acrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio)) = 63 / 37, molecular weight = 10,000, Tg≈100 ° C.) 13.6 parts by mass, compound obtained by dehydration condensation of 2 equivalents of bisphenol A and pentaethylene glycol monomethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 2,2-bis [ 4- (methacryloxypolyethoxy) phenyl] propane) 9.1 parts by weight, and 10.54 parts by weight of the surfactant. A thermoplastic resin layer coating liquid was prepared.
−中間層用塗布液:処方P1の調製−
PVA205(ポリビニルアルコール、(株)クラレ製、鹸化度=88%、重合度550)32.2質量部、ポリビニルピロリドン(アイエスピー・ジャパン(株)製、K−30)14.9質量部、蒸留水524質量部、及びメタノール429質量部からなる中間層用塗布液を調製した。
-Coating solution for intermediate layer: Preparation of formulation P1-
PVA205 (polyvinyl alcohol, manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification degree = 88%, polymerization degree 550) 32.2 parts by mass, polyvinylpyrrolidone (manufactured by ASP Japan Co., Ltd., K-30) 14.9 parts by mass, distillation An intermediate layer coating solution comprising 524 parts by mass of water and 429 parts by mass of methanol was prepared.
次に、前記感光性転写材料K1の作製において用いた前記感光性組成物K1を、下記表7〜9に記載の組成よりなる下記感光性組成物R101、G101及びB101に変更した以外は、上記と同様の方法により、感光性転写材料R101、G101及びB101をそれぞれ作製した。
なお、感光性組成物R101、G101及びB101の調製方法は、それぞれ前記感光性組成物R1、G1及びB1の調製方法に準ずる。
Next, the photosensitive composition K1 used in the production of the photosensitive transfer material K1 was changed to the following photosensitive compositions R101, G101, and B101 having the compositions shown in Tables 7 to 9 above. Photosensitive transfer materials R101, G101, and B101 were produced by the same method as described above.
In addition, the preparation method of photosensitive composition R101, G101, and B101 is based on the preparation method of the said photosensitive composition R1, G1, and B1, respectively.
(1)レッド(R)画素の形成
無アルカリガラス基板を、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3質量%水溶液、商品名:KBM603、信越化学工業株式会社製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃にて2分加熱して次のラミネーターに送った。
前記感光性樹脂転写材料R101の保護フイルムを剥離後、ラミネーター((株)日立インダストリイズ社製、LamicII型)を用い、前記100℃に加熱した基板に、ゴムローラー温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分でラミネートした。
(1) Formation of red (R) pixel An alkali-free glass substrate was washed with a rotating brush having nylon hair while spraying a glass detergent solution adjusted to 25 ° C. for 20 seconds by shower, and after washing with pure water shower, a silane cup A ring solution (0.3% by mass aqueous solution of N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, trade name: KBM603, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was sprayed with a shower for 20 seconds and washed with pure water by shower. This substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes with a substrate preheating device and sent to the next laminator.
After peeling off the protective film of the photosensitive resin transfer material R101, a laminator (Lamic II type, manufactured by Hitachi Industries, Ltd.) was used to heat the substrate heated to 100 ° C, with a rubber roller temperature of 130 ° C and a linear pressure of 100N. / Cm, laminating at a conveyance speed of 2.2 m / min.
−露光工程−
保護フィルムを剥離後、実施例1の露光装置を用いて、波長が405nmのレーザ光を、実施例1と同様のステップウエッジパターン、及びストライプ形状及びドット形状に照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。実施例1と同様にカラーフィルタパターンの他、ブラックマトリクスを形成しない基板にカラーフィルタパターン、感度評価パターン、及び解像度評価パターンも作製した。また、露光量は20mJ/cm2で、大気雰囲気下で行った。
-Exposure process-
After the protective film is peeled off, the exposure layer of Example 1 is used to irradiate a laser beam having a wavelength of 405 nm by irradiating the same step wedge pattern, stripe shape and dot shape as in Example 1, and then exposing the photosensitive layer. Some areas of were cured. In the same manner as in Example 1, in addition to the color filter pattern, a color filter pattern, a sensitivity evaluation pattern, and a resolution evaluation pattern were also formed on a substrate on which no black matrix was formed. The exposure amount was 20 mJ / cm 2 and was performed in an air atmosphere.
−現像工程−
次に、トリエタノールアミン系現像液(2.5質量%のトリエタノールアミン含有、ノニオン界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名:T−PD1、富士写真フイルム株式会社製)にて30℃にて50秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像し熱可塑性樹脂層及び中間層を除去した。
引き続き、炭酸Na系現像液(0.06モル/リットルの炭酸水素ナトリウム、同濃度の炭酸ナトリウム、1%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−CD1、富士写真フイルム株式会社製)を用い、35℃にて35秒、コーン型ノズル圧力0.15MPaでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニング画素を得た。
引き続き、洗浄剤(燐酸塩、珪酸塩、ノニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−SD1、富士写真フイルム株式会社製、或いは、炭酸ナトリウム、フェノキシオキシエチレン系界面活性剤含有、商品名:T−SD2、富士写真フイルム株式会社製)を用い、33℃にて20秒、コーン型ノズル圧力0.02MPaでシャワーとナイロン毛を有す回転ブラシにより残渣除去を行い、レッド(R)の画素を得た。その後更に、該基板に対して該樹脂層の側から超高圧水銀灯で500mJ/cm2の光でポスト露光後、220℃、15分熱処理(ベーク)した。
該R101感光層の膜厚は2.0μm、顔料(C.I.ピグメントレッド254)の塗布量は0.314g/m2であった。
ここで、実施例1と同様にしてRのカラーフィルタパターンについて、露光感度、解像度、及びムラを評価した。結果を下記表10に示す。
このレッド(R)の画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
-Development process-
Next, in a triethanolamine developer (2.5% by mass of triethanolamine, nonionic surfactant, polypropylene antifoam, trade name: T-PD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) Shower development was performed at 30 ° C. for 50 seconds and a flat nozzle pressure of 0.04 MPa to remove the thermoplastic resin layer and the intermediate layer.
Subsequently, a sodium carbonate-based developer (0.06 mol / liter sodium bicarbonate, sodium carbonate of the same concentration, 1% sodium dibutylnaphthalenesulfonate, anionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer, trade name: T-CD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) was used for shower development at 35 ° C. for 35 seconds and a cone type nozzle pressure of 0.15 MPa to develop the photosensitive resin layer to obtain a patterned pixel.
Subsequently, detergent (phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer included, trade name: T-SD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., or sodium carbonate, phenoxyoxyethylene surfactant Containing, trade name: T-SD2, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.), removing residue with a rotating brush having a shower and nylon bristles at 33 ° C. for 20 seconds and a cone type nozzle pressure of 0.02 MPa. A pixel of (R) was obtained. Thereafter, the substrate was further post-exposed with light of 500 mJ / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp from the resin layer side, and then heat-treated (baked) at 220 ° C. for 15 minutes.
The film thickness of the R101 photosensitive layer was 2.0 μm, and the coating amount of pigment (CI Pigment Red 254) was 0.314 g / m 2 .
Here, in the same manner as in Example 1, the exposure sensitivity, resolution, and unevenness of the R color filter pattern were evaluated. The results are shown in Table 10 below.
The substrate on which the red (R) pixels were formed was again cleaned with a brush as described above, and after pure water shower cleaning, the silane coupling liquid was not used and the substrate was sent to a substrate preheating device.
(2)グリーン(G)画素の形成
前記感光性転写材料G101を用い、前記感光性転写材料R101と同様の工程で、熱処理済みのグリーン(G)の画素を作製した。露光量は40mJ/cm2とした。
該G101の感光層膜厚は2.0μm、及び顔料(C.I.ピグメントグリーン36)の塗布量0.396g/m2、顔料(C.I.ピグメントイエロー139)の塗布量は0.0648g/m2であった。
このレッド(R)とグリーン(G)の画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
(2) Formation of Green (G) Pixel Using the photosensitive transfer material G101, a heat-treated green (G) pixel was produced in the same process as the photosensitive transfer material R101. The exposure amount was 40 mJ / cm 2 .
The photosensitive layer thickness of G101 is 2.0 μm, the coating amount of pigment (CI Pigment Green 36) is 0.396 g / m 2 , and the coating amount of pigment (CI Pigment Yellow 139) is 0.0648 g. / M 2 .
The substrate on which the red (R) and green (G) pixels are formed is again cleaned with a brush as described above, and after pure water shower cleaning, the silane coupling solution is not used and sent to the substrate preheating device. It was.
(3)ブルー(B)画素の形成
前記感光性転写材料B101を用い、前記感光性転写材料R101と同様の工程で、熱処理済みのブルー(B)の画素を作製した。露光量は50mJ/cm2とした。
該B101感光層膜厚は2.0μm、及び顔料(C.I.ピグメントブルー15:6)の塗布量は0.32g/m2であった。
このレッド(R)とグリーン(G)とブルー(B)の画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
(3) Formation of Blue (B) Pixel Using the photosensitive transfer material B101, a heat-treated blue (B) pixel was produced in the same process as the photosensitive transfer material R101. The exposure amount was 50 mJ / cm 2 .
The B101 photosensitive layer thickness was 2.0 μm, and the coating amount of pigment (CI Pigment Blue 15: 6) was 0.32 g / m 2 .
The substrate on which the red (R), green (G), and blue (B) pixels are formed is again cleaned with a brush as described above, and after washing with pure water, the substrate is used without using a silane coupling liquid. Sent to preheater.
(4)ブラック(K)画像及びブラックマトリクスの形成
前記感光性転写材料K1を用い、前記感光性転写材料R101と同様の工程で、熱処理済みのブラック(K)の画像(カラーフィルタの額縁部分を形成)及びブラックマトリクス部を作製した。露光量は80mJ/cm2とした。
(4) Formation of Black (K) Image and Black Matrix Using the photosensitive transfer material K1, in the same process as the photosensitive transfer material R101, a heat-treated black (K) image (the frame portion of the color filter) Formation) and a black matrix portion. The exposure amount was 80 mJ / cm 2 .
〔評価〕
<塗布ムラ>
評価のためレッド(R)の感光層のみを形成した直後の基板を、暗室でNaランプを斜めから照射し、目視にて観察し、ムラの発生の有無を判断した。
<表示ムラ>
パターニングが終了した画素付きの基板(評価のためレッド(R)の感光層のみを形成した)を、暗室でNaランプを斜めから照射し、目視にて観察し、ムラの発生の有無を判断した。
なお、これらムラの評価はムラが観察しやすいという観点からレッド(R)の例を示した。
[Evaluation]
<Coating unevenness>
For evaluation, the substrate immediately after the formation of only the red (R) photosensitive layer was irradiated obliquely with a Na lamp in a dark room and visually observed to determine the presence or absence of unevenness.
<Display unevenness>
The substrate with pixels for which patterning was completed (only a red (R) photosensitive layer was formed for evaluation) was irradiated obliquely with a Na lamp in a dark room and visually observed to determine the presence or absence of unevenness. .
In addition, evaluation of these nonuniformity showed the example of red (R) from a viewpoint that nonuniformity is easy to observe.
[液晶表示装置の作製及び評価]
実施例1〜2のカラーフィルタを用いてLEDバックライトを有する反射、透過兼用の液晶表示装置を作製した。実施例1〜2のカラーフィルタを用いた液晶表示装置が、良好な表示特性を示すことを確認した。
[Production and Evaluation of Liquid Crystal Display]
Using the color filters of Examples 1 and 2, a reflective and transmissive liquid crystal display device having an LED backlight was produced. It confirmed that the liquid crystal display device using the color filter of Examples 1-2 showed a favorable display characteristic.
(実施例3)
〔カラーフィルタパターンの形成〕(TV用、塗布法)
(1)ブラックマトリクスの形成
実施例1と同様にして、ブラックマトリクスを形成した。
(Example 3)
[Color filter pattern formation] (for TV, coating method)
(1) Formation of black matrix A black matrix was formed in the same manner as in Example 1.
(2)レッド(R)画素の形成
下記表11に記載の組成よりなる感光性組成物R2を用い、実施例1と同様にして形成した。塗布膜厚は1.6μmであった。
・R顔料分散物3の組成は、C.I.ピグメントレッド177(チバスペシャリティケミカルズ社製)18部、ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28モル比のランダム共重合物)12部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70部からなる。
(2) Formation of Red (R) Pixel Using the photosensitive composition R2 having the composition described in Table 11 below, it was formed in the same manner as in Example 1. The coating film thickness was 1.6 μm.
The composition of the R pigment dispersion 3 is C.I. I. 18 parts of Pigment Red 177 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 12 parts of polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28 molar ratio), and 70 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate.
(3)グリーン(G)画素の形成
下記表12に記載の組成よりなる感光性組成物G2を用い、実施例1と同様にして形成した。塗布膜厚は1.6μmであった。
(4)ブルー(B)画素の形成
下記表13に記載の組成よりなる感光性組成物B2を用い、実施例1と同様にして形成した。塗布膜厚は1.6μmであった。
・B顔料分散物2は、御国色素(株)製、商品名:CFブルーEX3357を用いた。
・B顔料分散物3は、御国色素(株)製、商品名:CFブルーEX3383を用いた。
・バインダー3の組成は、(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート=36/22/42モル比のランダム共重合物、分子量3.8万)27質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート73質量%からなる。
(4) Formation of Blue (B) Pixels A photosensitive composition B2 having the composition described in Table 13 below was used and formed in the same manner as in Example 1. The coating film thickness was 1.6 μm.
-As the B pigment dispersion 2, the product name: CF Blue EX3357 manufactured by Mikuni Color Co., Ltd. was used.
-As the B pigment dispersion 3, the product name: CF blue EX3383 made from Mikuni Color Co., Ltd. was used.
The composition of the binder 3 is 27% by mass (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid / methyl methacrylate = 36/22/42 molar ratio, molecular weight 38,000), and 73% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate. .
(実施例4)
〔カラーフィルタパターンの形成〕(TV用、フィルム法)
(1)ブラックマトリクスの形成
実施例2と同様にして、ブラックマトリクスを形成した。ただし、形成順序はブラック(ブラックマトリクス)を最初とし、ブラックマトリクスと周辺額縁部分を形成した。
Example 4
[Color filter pattern formation] (for TV, film method)
(1) Formation of black matrix A black matrix was formed in the same manner as in Example 2. However, the formation order was black (black matrix) first, and the black matrix and the peripheral frame portion were formed.
(2)レッド(R)画素の形成
下記表14に記載の組成よりなる感光性組成物R102を用い、実施例2と同様にして形成した。塗布膜厚は2.0μmであった。
(3)グリーン(G)画素の形成
下記表15に記載の組成よりなる感光性組成物G102を用い、実施例2と同様にして形成した。塗布膜厚は2.0μmであった。
(4)ブルー(B)画素の形成
下記表16に記載の組成よりなる感光性組成物B102を用い、実施例2と同様にして形成した。塗布膜厚は1.6μmであった。
実施例3及び4について、実施例1及び2と同様にして、露光感度、解像度、及びムラを評価した。結果を表17に示す。 For Examples 3 and 4, exposure sensitivity, resolution, and unevenness were evaluated in the same manner as in Examples 1 and 2. The results are shown in Table 17.
<エッジラフネス評価>
実施例3においてストライプ状に形成されたブラックマトリクスのうち、ライン幅20μmのラインの任意の5箇所について、レーザ顕微鏡(VK−9500、キーエンス(株)製;対物レンズ50倍)を用いて観察し、視野内のエッジ位置のうち、最も膨らんだ箇所(山頂部)と、最もくびれた箇所(谷底部)との差を絶対値として求め、観察した5箇所の平均値を算出し、これをエッジラフネスとした。該エッジラフネスは、値が小さい程、良好な性能を示すため好ましい。結果を表18に示す。
<Evaluation of edge roughness>
Of the black matrix formed in a stripe shape in Example 3, five arbitrary positions of a line having a line width of 20 μm were observed using a laser microscope (VK-9500, manufactured by Keyence Corporation; objective lens 50 ×). Of the edge positions in the field of view, find the absolute value of the difference between the most swollen part (peak) and the narrowest part (valley) and calculate the average value of the five observed points. Roughness. The edge roughness is preferably as the value is small because it exhibits good performance. The results are shown in Table 18.
(比較例1)
実施例1の露光装置において、前記式3に基づきN=1として設定傾斜角度θを算出し、前記式4に基づきttanθ´=1の関係を満たす値tに最も近い自然数Tを導出し、N重露光(N=1)を行ったこと以外は、実施例3と同様にしてストライプ状のブラックマトリクスを形成し、上記の方法によりエッジラフネスを評価した。結果を表18に示す。
(Comparative Example 1)
In the exposure apparatus of Embodiment 1, the set inclination angle θ is calculated with N = 1 based on the above equation 3, and the natural number T closest to the value t satisfying the relationship of t tan θ ′ = 1 is derived based on the above equation 4. A striped black matrix was formed in the same manner as in Example 3 except that heavy exposure (N = 1) was performed, and edge roughness was evaluated by the above method. The results are shown in Table 18.
なお、比較例1における被露光面の露光の状態の例を、図35に示した。図35においては、ステージ14を静止させた状態で感光材料12の被露光面上に投影される、一の露光ヘッド(例えば、3012)が有するDMD36の使用可能なマイクロミラー58からの光点群のパターンを示した。また、下段部分に、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、一の露光エリア(例えば、3212)について示した。
前記一の露光ヘッド(例えば、3012)の理想的な状態からのずれの結果として、被露光面上に現れるパターン歪みの一例であって、被露光面上に投影された各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じている。図35の例に現れている角度歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列ほど大きく、図の右方の列ほど小さくなっている形態の歪みである。この角度歪みの結果として、図の左方に示した被露光面上に露光過多となる領域が生じ、図の右方に示した被露光面上に露光不足となる領域が生じる。
An example of the state of exposure of the exposed surface in Comparative Example 1 is shown in FIG. In FIG. 35, the light spot from the usable micromirror 58 of the DMD 36 of one exposure head (for example, 30 12 ) projected onto the exposed surface of the photosensitive material 12 with the stage 14 being stationary. The group pattern was shown. The state of the exposure pattern formed on the exposed surface when the stage 14 is moved and the continuous exposure is performed with the light spot group pattern as shown in the upper part appearing in the lower part. For one exposure area (eg, 32 12 ).
An example of pattern distortion appearing on an exposed surface as a result of a deviation from an ideal state of the one exposure head (for example, 30 12 ), and an inclination of each pixel row projected on the exposed surface An “angular distortion” occurs in which the angle is not uniform. The angular distortion appearing in the example of FIG. 35 is a distortion in which the tilt angle with respect to the scanning direction is larger in the left column of the figure and smaller in the right column of the figure. As a result of this angular distortion, an overexposed area is formed on the exposed surface shown on the left side of the figure, and an underexposed area is formed on the exposed surface shown on the right side of the figure.
本発明のカラーフィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタは、透過モード及び反射モードのいずれにおいても良好な表示特性を備え、携帯端末、携帯ゲーム機等の液晶表示装置(LCD)用に好適であり、また、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置(LCD)用、PALC(プラズマアドレス液晶)、プラズマディスプレイ用としても好適に用いられる。また、ここに実例として挙げたカラーフィルタの他に、特開平11−248921号公報、特許第3255107号公報などに記載の、少なくともRGBのいずれかの色を重ねてスペーサーを形成することもできる。
The color filter manufactured by the method for manufacturing a color filter of the present invention has good display characteristics in both the transmissive mode and the reflective mode, and is suitable for liquid crystal display devices (LCD) such as portable terminals and portable game machines. In addition, it is also suitably used for liquid crystal display devices (LCD) such as notebook computers and television monitors, PALC (plasma address liquid crystal), and plasma displays. In addition to the color filter exemplified here, a spacer can be formed by overlapping at least one of RGB colors described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-248921 and Japanese Patent No. 3255107.
B1〜B7 レーザビーム
L1〜L7 コリメータレンズ
LD1〜LD7 GaN系半導体レーザ
10 露光装置
12 感光層(感光材料)
14 移動ステージ
18 設置台
20 ガイド
22 ゲート
24 スキャナ
26 センサ
28 スリット
30 露光ヘッド
32 露光エリア
36 デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
38 ファイバアレイ光源
58 マイクロミラー(描素部)
60 レーザモジュール
62 マルチモード光ファイバ
64 光ファイバ
66 レーザ出射部
110 ヒートブロック
111 マルチキャビティレーザ
113 ロッドレンズ
114 レンズアレイ
140 レーザアレイ
200 集光レンズ
B1 to B7 Laser beam L1 to L7 Collimator lens LD1 to LD7 GaN-based semiconductor laser 10 Exposure apparatus 12 Photosensitive layer (photosensitive material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Moving stage 18 Installation stand 20 Guide 22 Gate 24 Scanner 26 Sensor 28 Slit 30 Exposure head 32 Exposure area 36 Digital micromirror device (DMD)
38 Fiber array light source 58 Micro mirror (picture element)
60 laser module 62 multimode optical fiber 64 optical fiber 66 laser emitting section 110 heat block 111 multicavity laser 113 rod lens 114 lens array 140 laser array 200 condenser lens
Claims (19)
該感光層に対し、
光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射するn個(ただし、nは2以上の自然数)の2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置された露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定し、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行い、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光層を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 A photosensitive layer forming step of forming at least a photosensitive layer on the surface of the substrate using a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, a colorant, and a photopolymerization initiator;
For the photosensitive layer,
A light irradiating means, and n (where n is a natural number of 2 or more) two-dimensionally arranged picture elements that receive and emit light from the light irradiating means, and according to the pattern information, An exposure head provided with a light modulation means capable of controlling a picture element portion, the exposure head being arranged so that a column direction of the picture element portion forms a predetermined set inclination angle θ with respect to a scanning direction of the exposure head Using the head
With respect to the exposure head, the usable pixel part designating means designates the pixel part to be used for N double exposure (where N is a natural number of 2 or more) among the usable graphic elements.
For the exposure head, the pixel part control means controls the pixel part so that only the pixel part specified by the used pixel part specifying means is involved in exposure,
An exposure step of performing exposure by moving the exposure head relative to the photosensitive layer in the scanning direction; and
A development step of developing the photosensitive layer exposed in the exposure step.
描素部により生成されて被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点位置を、被露光面上において検出する光点位置検出手段と、
前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、N重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段と
を備える請求項1から3のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。 Use pixel part designation means,
A light spot position detecting means for detecting a light spot position on the exposed surface as a pixel unit generated by the pixel part and constituting an exposure area on the exposed surface;
4. The color filter according to claim 1, further comprising: a pixel part selection unit that selects a pixel part to be used for realizing N double exposure based on a detection result by the light spot position detection unit. 5. Production method.
A display device using the color filter according to claim 18.
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